JP3890244B2 - 光通信システム - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を利用した通信方式である光通信システムに係り、特に符号分割多元接続方式（Code Division Multiple Access）を適用するのに好適な光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光符号分割多元接続方式の光通信システム（以下「光ＣＤＭＡシステム」という）は、各ユーザの光信号を、拡散符号を用いて符号化することで、１つの光伝送路を共有して多元接続を行う光通信システムである。この光通信システムでは、通信媒体として光が用いられており、たとえばパッシブオプティカルネットワーク（Passive Optical Network）方式の光通信システム（以下「光ＰＯＮシステム」という）に利用される。このＰＯＮ方式の光通信システムに光ＣＤＭＡシステムを適用する場合において、いわゆる上り側の通信を行う際には、まずたとえばユーザが利用する端末局側における送信部で送信したい情報を光信号に一次変調する。次に、一次変調された光信号を割り当てられた拡散符号にしたがって二次変調（以下「符号化」という）する。続いて、符号化された光信号を、伝送路を介してたとえば通信事業者が利用する基地局に送信する。
【０００３】
一方、基地局側では、符号化された光信号を拡散符号に対応する復号化器によって二次復調（以下「復号化」という）する。復号化された光信号は、続く光検出部において一次復調され、送信された情報を判定する。そして、判定結果を送信された信号として受信する。
【０００４】
このように、光ＣＤＭＡシステムでは、端末局側において拡散符号を用いて送信する光信号を符号化し、基地局側で受信した光信号を拡散符号に対応する相関器によって復号化することで光通信を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の光通信システムにおいては、上り側の通信を行うにあたり、端末局側から基地局側に光信号を送信するものであるので、光信号を供給するための光源は端末局側に設けられているものであった。ここで、端末局は、通常、ユーザが利用するものであるため、たとえば事業者がメンテナンスを行うには手間が掛かるという問題もあった。また、端末局はユーザが使用することから、端末局で使用される装置はなるべく簡素化することが望まれる。
【０００６】
他方、複数の端末局が基地局に接続されている場合、各端末局にそれぞれ光源が設けられていることから、多くの光源を必要とするという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、上り側の通信を行うにあたって、光源のメンテナンスを容易に行うことができるようにするとともに、端末局で使用される装置を簡素化し、さらには、多くの光源を必要としないようにした光通信システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る光通信システムは、光供給源に設けられ、送信部に対して、光信号を生成するための送信光を供給する光源と、端末局に設けられ、光供給源から供給された送信光を受信し、送信光から光信号を生成して送信する送信部と、基地局に設けられ、送信部から送信された光信号を受信する受信部と、光源と送信部とを接続し、送信光の伝送路となる第１光伝送路と、送信部と受信部とを接続し、光信号の伝送路となる第２光伝送路と、を備え、送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなり、端末局における送信部には、送信光を光変調して光変調光信号を生成する光変調器と、光変調光信号を所定の符号によって符号化して光変調符号化光信号を生成する符号化器と、が設けられ、基地局における受信部には、光変調符号化光信号を復号する復号化器が設けられており、光変調符号化光信号が、符号化器から基地局における受信部に対して送信されるものである。
【０００９】
本発明に係る光通信システムでは、端末局と基地局との間で光通信を行う際に用いられる光信号のための送信光が、端末局とは分離して設けられた光供給源に設けられている。このような光供給源は、端末局から独立して、通信事業者等がメンテナンスを行いやすい場所に別途設けることができるので、容易に光源のメンテナンスを行うことができる。また、端末局に光源を設ける必要がなくなるので、端末局で使用される装置の簡素化を図ることができる。
【００１０】
また、光供給源が、基地局に設けられているのが好適である。光供給源が基地局に設けられていることにより、基地局で通信事業を行う通信事業者が、そのまま光源のメンテナンスを行うことができる。したがって、光源のメンテナンスをさらに容易に行うことができる。
【００１１】
さらに、端末局は、複数の端末局からなり、第１光伝送路に、光源から供給された送信光を複数の端末局に振り分ける第１光カプラが設けられ、第２光伝送路に、複数の端末局から送信された光信号を集めて、基地局に送信する第２光カプラが設けられているのが好適である。
【００１２】
このように、複数の端末局と基地局とを接続する、たとえば光ＰＯＮシステムなどの場合に、光供給源を設けて各端末局に光源を供給することにより、各端末局に光供給源を設ける必要がなくなる。したがって、複数の光源を設ける必要がなくなる。
【００１３】
また、送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなり、端末局における送信部には、送信光を光変調して光変調光信号を生成する光変調器と、光変調光信号を所定の符号によって符号化して光変調符号化光信号を生成する符号化器と、が設けられ、基地局における受信部には、光変調符号化光信号を復号する復号化器が設けられており、光変調符号化光信号が、符号化器から基地局における受信部に対して送信される態様とするのが好適である。
【００１４】
このように、本発明に係る光通信システムは、符号化された光信号を送受信する、いわゆる光ＣＤＭＡシステムに用いることができる。
【００１５】
さらに、端末局に、送信光または光変調符号化光信号の送信タイミングを時間調整する時間調整器が設けられていることが好適である。端末局に時間調整器を設けて、複数の端末局との同一符号化系列をずらして用いることで、異なる端末局を識別することができる。このため、異なる符号系列を端末局の数だけ用いる必要がなくなるので、光波長数およびチップ数を増大させることなく端末局の数を増加させることができる。
【００１６】
このとき、時間調整器は、複数の端末局における符号化器で同一の符号系列を用いる際、複数の端末局で用いられる符号系列のオフピークの相関値が０となるように、複数の端末局に供給される送信光の相対な時間差を調整するのが好適である。
【００１７】
複数の端末局で同一の符号系列を用いる際、そのオフピーク値が０となるように、複数の端末局における光信号間の相対的な時間差を時間調整器によって調整することにより、複数の端末局間の光信号は、互に直交な伝送となる。この結果、多元接続干渉の影響を受けることがなくなる。
【００１８】
さらに、符号化器は、異なる波長を有する送信光を、時間をずらして符号化するのが好適である。このように、異なる波長を有する送信光を、時間をずらして符号化することにより、他の光信号との干渉を鮮明に避けることができる。そのために通信品質をより改善することができる。また、一次元符号で構成する場合よりも、符号化に要するチップ数を少なくすることができるので、送信時間を短くすることができる。
【００１９】
他方、送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなりであり、光供給源に、光源が発生した送信光を所定の符号で符号化して符号化光信号を生成し、端末局における送信部に供給する符号化器が設けられ、端末局における送信部には、符号化光信号を光変調して光変調符号化光信号を生成する光変調器と、光変調符号化光信号を時間調整し、時間調整された光変調符号化光信号を基地局における受信部に送信する時間調整器とが設けられ、基地局における受信部には、光変調符号化変調信号を復号する復号化器が設けられており、光変調符号化光信号が、時間調整器から受信装置に対して送信される態様とすることもできる。
【００２０】
本発明においては、符号化器を端末局側に設けることなく、基地局側に設けるようにしている。このとき、端末局が多数あったとしても、時間調整器で時間調整することにより、端末局側からの信号を識別することができ、適切な復号化を行うことができる。したがって、端末局側に符号化器を設ける必要はなくなるので、端末局側の装置構成をさらに簡素化することができる。また、符号化器が基地局に設けられていることから、符号化器のメンテナンスを行う際に、端末局に出向く必要がなくなる。
【００２１】
また、基地局に、光源が発生した送信光を所定の符号で符号化して符号化光信号を生成し、端末局における送信部に供給する符号化器と、第２光伝送路を介して出力される光信号を復号する復号化器とが設けられ、端末局に、符号化光信号を受信し光変調して符号化光変調光信号を生成して復号化器に出力する変調器と、符号化光信号または符号化光変調信号の出力タイミングを調整する時間調整器と、が設けられ、符号化器が、送信光を入力する際の循環特性と、符号化を行う際に用いられる拡散符号の巡回特性と、を利用して、送信光を符号化する態様とすることもできる。
【００２２】
このように、符号化器が送信光を入力する際の循環特性と、拡散符号の巡回特性を利用することにより、光波長数およびチップ数を低減することができる。
【００２３】
また、前記符号化器と前記復号化器が一体化されているのが好適である。このように符号化器と復号化器とが一体化されていることにより、装置構成をさらに簡素なものとすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係る光通信システム１は、いわゆる光ＣＤＭＡシステムを構成するものであり、基地局２と、複数の本実施形態ではｎ個の端末局である利用者局３，３…が、第１光伝送路４および第２光伝送路５を介して接続されていることによって形成されている。基地局２には、光供給源となる供給部６と、受信部７が形成されている。また、図１では♯１の利用者局３にのみ図示するが、各利用者局３には、それぞれ上り側の通信を行うための送信部８が形成されている。端末局を利用するたとえばユーザが、送信部８によって基地局２に対して所定の情報を送信できるようになっている。なお、図１では、光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００２７】
基地局２における供給部６には、光源９が設けられており、所定の送信光を出力している。光源９は、符号化に利用可能な複数の異なる波長が多重された多重波長光を出力するものであり、たとえばスーパーコンティニウム光源が用いられる。符号化に利用可能な送信光は、たとえば波長が１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの間の波長域にある光とすることができるが、その他の諸条件によって適宜決定することができる。なお、光源としては、ＬＥＤ光源などを用いることもできる。
【００２８】
また、第１光伝送路４にはスターカプラからなる第１光カプラ１０が設けられている。第１光カプラ１０は、基地局２の供給部６に設けられた光源９に接続される一方、♯１〜♯ｎの利用者局３，３…にそれぞれ設けられている送信部８の光変調器１２に接続されている。そして、光源９から供給された送信光を各利用者局３，３…における光変調器１２に振り分けている。
【００２９】
さらに、第２光伝送路５には、スターカプラからなる第２光カプラ１１が設けられている。第２光カプラ１１は、♯１〜♯ｎの各利用者局３における送信部８に設けられた符号化器１３に接続される一方、基地局２の受信部７に設けられた復号化器１４に接続されている。そして、各利用者局３，３…における符号化器１３から出力される符号化光信号を集めて、基地局２における復号化器１４に送信している。
【００３０】
また、利用者局３の送信部８に設けられた光変調器１２は、第１光伝送路４を介して光源９から出力された送信光を受信し、利用者局３を利用するユーザが適宜設定した情報に基づいて送信光を光信号に一次変調して、光変調光信号を生成する。生成した光変調光信号は、符号化器１３に送信する。また、符号化器１３は、光変調器１２から送信された光変調光信号を、適宜割り当てられた拡散符号にしたがって符号化を行い、光変調符号化光信号を生成する。
【００３１】
この符号化器１３は、図２に示すように、アレイ型導波路格子（Arrayed Waveguide Grating、以下「ＡＷＧ」という）２０を有している。ＡＷＧ２０は、図３に示すように、入射導波路２１および出射導波路２２を備えている。入射導波路２１は、入射側スラブ導波路２３によって結束されており、出射導波路２２は、出射側スラブ導波路２４によって結束されている。そして、両スラブ導波路２３，２４の間にアレイ導波路２５が形成されている。
【００３２】
ＡＷＧ２０に複数の波長が多重された波長多重光からなる光変調光信号が入射導波路２１に入射されると、入射側スラブ導波路２３で回折されて広がり、アレイ導波路２５に出射される。アレイ導波路２５には、異なる波長の光が伝搬される。ここで、アレイ導波路２５においては、隣接する導波路はある一定の光路長差をもって配列されているため、各導波路を伝搬した光には、光路長差に相当する分だけ位相にずれが生じる。いま、アレイ導波路２５には、それぞれ異なる波長の光が伝搬されていることから、波長の異なる光が出射導波路２２側で集光する位置は互いに異なる。出射導波路２２は、集光位置が異なるそれぞれの位置に設置されているので、波長の異なる光が、その波長ごとに出射導波路２２から出射される。このようにして、異なる波長が多重された多重波長光からなる光変調光信号を異なる波長ごとに分けるものである。
【００３３】
また、図２に示すように、ＡＷＧ２０の入射導波路２１は、７つのポートＰ０〜Ｐ６を備えており、出射導波路２２は、６つの光遅延線３１〜３６に接続されている。そして、ＡＷＧ２０におけるあるポートから入射した光変調光信号は、ＡＷＧ２０によって異なる波長ごとに分波され、それぞれ波長ごとに光遅延線３１〜３６のいずれかに出射される。光遅延線３１〜３６には、それぞれ異なる数の遅延ループが設けられている。具体的に、第１光遅延線３１には０個、第２光遅延線３２には１個、第３光遅延線３３には５個、第４光遅延線３４には２個、第５光遅延線３５には４個、第６光遅延線３６には３個の遅延ループがそれぞれ設けられている。さらに、各光遅延線３１〜３６の端部には、反射板４１〜４６がそれぞれ設けられている。
【００３４】
ＡＷＧ２０の出射導波路２２から出射し、各光遅延線３１〜３６に導入された光は、反射板４１〜４６にそれぞれ反射されて、ＡＷＧ２０に戻り、各ポートＰ０〜Ｐ６に戻る。ここで、各光遅延線３１〜３６には、それぞれ数の異なる遅延ループが設けられていることから、出射導波路２２から出射した波長の異なる光は、それぞれ時間をずらしてＡＷＧ２０に戻り、各ポートＰ０〜Ｐ６のいずれかから出射する。こうして、波長の異なる光が時間をずらして出射されることによって、光変調光信号を符号化することによって、光変調符号化光信号を生成する。
【００３５】
具体的に、光変調光信号のチップ数を６とし、７つの波長を用いた場合について説明すると、ポートＰ３から光変調光信号を入力し、光遅延線３１〜３３に対してλ０〜λ２の光が出射し、光遅延線３４〜３６に対してλ４〜λ６の光が出射したとする。このとき、ポートＰ３から出力される符号化されたコードＣ０は、λ０、λ１、λ４、λ６、λ５、λ２の順となり、λ３は消滅する。図４は、各ポートから入力したときのコードＣ０〜Ｃ６と波長の順の関係を示す図である。図４に示すように、たとえば、コードＣ１は、λ１、λ２、λ５、λ０、λ６、λ３の順で波長が並ぶことになる。こうしてコードＣ０〜Ｃ７の７種類の符号化された光変調符号化光信号が生成される。
【００３６】
また、符号化器１３おけるＡＷＧ２０には、送信光が供給されるが、このとき、送信光は、ＡＷＧ２０における各ポートＰ０〜Ｐ６をそれぞれ循環しながら供給される。一方、符号化に用いられる拡散符号は、巡回を有している。これらのＡＷＧ２０に供給される送信光の循環性および拡散符号の巡回性を利用することにより、光波長数およびチップ数を低減することができる。
【００３７】
こうして、符号化器１３で生成された光変調符号化光信号は、第２光伝送路５を介して第２光カプラ１１に送信される。第２光カプラ１１には♯１の利用者局３の他、♯２〜♯ｎの各利用者局３，３…からも同様にして符号化された光変調符号化光信号が送信される。ただし、♯２〜♯ｎの各利用者局３，３…の符号化器１３では、それぞれ♯１の利用者局３における符号化器１３で用いられている符号とは異なる符号が用いられている。
【００３８】
第２光カプラ１１では、これらの光変調符号化光信号を集めて基地局２の受信部７に設けられた復号化器１４に出力する。復号化器１４では、第２光カプラ１１から出力された光変調符号化光信号を復号化する。そして、復号化された光信号を図示しない検出部に出力する。光検出部では、復号化された光信号を一次復調し、送信された情報を判定する。このようにして、判定結果を送信された信号として受信するものである。
【００３９】
このように、本実施形態に係る光通信システム１では、利用者局３から基地局２に対して信号を送信する、いわゆる上り側の送信を行うものであるものの、利用者局３に光源を設けることなくＣＤＭＡシステムを構築することができる。したがって、利用者局側における送信部を簡素化した態様とすることができる。また、たとえば光源９のメンテナンスを行うにあたり、通常、基地局２は通信事業者であることから、通常ユーザが使用する利用者局３に出向く必要がないので、光源のメンテナンスが容易なものとなる。
【００４０】
また、複数の利用者局３，３…を有しているのにもかかわらず、光源９は基地局２に設けられている１つのみで済ませることができる。したがって、各利用者局に光源を設ける場合と比較すると、光源の数を非常に少なくすることができるので、システム全体としての光源の数を大幅に減少させることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態に係る光通信システム５０は、上記第１の実施形態と比較すると、利用者局５１の構成が異なる。本実施形態に係る光通信システム５０には、上記第１の実施形態と同様に複数の利用者局５１，５１…が設けられているが、各利用者局５１には、それぞれ送信部５２が形成されている。送信部５２には、上記第１の実施形態と同様の光変調器１２および符号化器１３が設けられており、さらに、時間調整器１５が設けられている。時間調整器１５は、第１光カプラ１０と光変調器１２の間に設けられており、第１光カプラ１０で分散された送信光は、光伝送路４を介して時間調整器１５に供給される。この時間調整器１５は、光ファイバの長さを調整することによって、遅延時間を調整している。時間調整器１５では、送信光を供給するタイミングを調整しており、このため、基地局２に設けられた復号化器１４に供給される光変調符号化光信号の出力タイミングが調整される。したがって、本実施形態では、時間調整器１５は第１光伝送路４と符号化器１３との間に設けられているが、たとえば符号化器１３と第２光伝送路５の間に設けることもできる。その他は、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。また、第１の実施形態と同様に光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００４４】
本実施形態に係る光通信システム５０においては、時間調整器１５によって光変調器１２、さらには符号化器１３に送信光を供給する際のタイミングを時間調整することができる。この時間調整器１５で、複数の利用者局５１，５１…の間で、それぞれ光信号の供給タイミングをチップ時間だけずらしている。このため、異なる利用者局５１，５１…の間で、同一の符号系列を用いて符号化を行ったとしても、チップ時間のずれを受信部７で検出することにより、利用者局５１，５１間の識別を行うことができる。
【００４５】
ここで、時間調整器１５によって利用者局５１，５１…間の時間をずらす際に、同一の符号系列を用いる利用者局５１，５１…同士間における送信光の相対時間差を、オフピーク相関値が０となるように調整するのが好適である。かかる態様について説明すると、たとえばある♯１と♯２の利用者局５１，５１が同一の符号系列を用いているとする。このとき、♯１の利用者局５１における自己相関値を考えると、図６に示すように、自己相関値の重みをＷとして、系列長Ｌの間には、自己相関値が１となるいくつかのチップ時間が存在する。その一方、このような自己相関値が１となる時間以外には、自己相関値が０となる時間が存在する。この自己相関値が０となる時間に、♯２の利用者局５１における符号系列の自己相関がＷとなるように、♯１、♯２の利用者局５１，５１における時間調整器１５で、それぞれの送信光をずらすのである。こうして、♯１、♯２の利用者局５１，５１間における符号系列のオフピーク相関値を０とすることができる。
【００４６】
このように、同一の符号系列を用いる利用者局５１，５１間における符号系列のオフピーク相関値を０にすることにより、利用者局５１，５１間の光信号は互いに直交な伝送となることため、多元接続干渉の影響を受けることなく、複数の利用者局５１，５１…と基地局２の間で光通信を行うことができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００４８】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【００４９】
図７に示すように、本実施形態に係る光通信システム６０は、上記第１の実施形態と比較して、基地局と利用者局の構成が異なる。本実施形態における基地局６１には、供給部６３が設けられているとともに、上記第１の実施形態と同様の受信部７が設けられている。一方、上記第１の実施形態と同様に複数の利用者局６２，６２…が設けられているが、利用者局６２には、上記第１の実施形態と異なる送信部６４が設けられている。利用者局６２に設けられた送信部６４には、光変調器１２および時間調整器１５が設けられている。これら光変調器１２および時間調整器１５は、上記第１の実施形態よび第２の実施形態で用いたものと同一の構成を有している。また、時間調整器１５は、光変調器１２と第２伝送路５の間に設けられているが、第１伝送路４と光変調器１２の間に設けられていてもよい。また、上記各実施形態と同様に、光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００５０】
基地局６１に設けられた供給部６３には、光源９と符号化器１３が設けられている。光源９から出射される送信光は、符号化器１３に供給される。符号化器１３では、光源９から供給された送信光を符号化して符号化光信号を生成する。ここで、たとえば符号化器１３の複数の入力ポートＰ０〜Ｐ６（図２参照）に光源９から供給された送信光を分岐して同時に入力すれば、１つの光源９と１つの符号化器１３で、多数の符号化光信号を生成することができる。符号化器１３で生成された符号化光信号は、第１光伝送路４を通じて第１光カプラ１０に送信される。第１光カプラ１０からは、送信された符号化光信号が♯１〜♯ｎの各利用者局６２，６２…における送信部６４の光変調器１２に送信される。
【００５１】
光変調器１２では、利用者局６２を使用するユーザが適宜設定した情報に基づいて、符号化光信号を一次変調する。送信光を符号化した符号化光信号を一次変調することにより、符号化光変調光信号が生成される。この符号化光変調光信号を基地局６１における受信部７に設けられた復号化器１４に送信するが、他の利用者局６２からも同一の符号系列を用いた信号が出力されるので、そのまま送信した場合には、他の利用者局との識別ができなくなる。この点、本実施形態では、利用者局６２における送信部６４に、時間調整器１５が設けられている。この時間調整器１５により、上記第２の実施形態と同様に、各利用者局６２，６２間で光信号の供給タイミングをチップ時間だけずらすことができる。また、受信部では、このチップ時間のずれを検出することにより、利用者局６２，６２間の識別を行うことができる。
【００５２】
こうして、本実施形態に係る光通信システム６０では、同一の符号系列を複数の利用者局間に利用することができるとともに、利用者局に符号化器を設ける必要がなくなる。したがって、光通信システム６０の全体として、符号化器の数を大幅に減らすことができる。また、符号化器が基地局に設けられていることから、通信事業者が符号化器のメンテナンスを行う際に、各利用局に出向く必要がなくなる。
【００５３】
さらに、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００５４】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る光通信システムのブロック構成図である。
【００５５】
図８に示すように、本実施形態に係る光通信システム７０は、上記第１の実施形態と比較して、基地局と利用者局の構成が異なる。本実施形態に係る光通信システム７０における基地局７１には、上記第１の実施形態と同様の供給部６の他に、受信部７３が設けられている。受信部７３には、符号化と復号化を行う符号化・復号化器１６が設けられている。また、利用者局７２には、送信部７４が設けられている。送信部７４は、上記第３の実施形態と同様の構成を有しており、送信部７４には、光変調器１２および時間調整器１５が設けられている。その他は、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。また、時間調整器１５は、第１伝送路４と光変調器１２の間に設けられているが、光変調器１２と符号化器１５の間、または符号化器１５と第２伝送路５の間に設けられていてもよい。また、上記各実施形態と同様に光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００５６】
本実施形態に係る光通信システム７０では、基地局７１に符号化・復号化器１６が設けられている。このように、符号化器と復号化器を一体化した符号化・復号化器１６を用いることにより、上記第３の実施形態と比較して、基地局側の装置構成を簡素化することができ、光通信システム７０の全体としても装置構成を簡素化することができる。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態においては、光源を基地局に設けたが、たとえば光供給源を別途設定してその光供給源に光源を設けることもできる。この場合でも、通常、光供給源は通信事業者等が管理することになるので、メンテナンスの容易性を担保することができる。また複数の端末局がある場合には、光源の数を減少させることができる。また、複数の端末局がある場合には、光供給源をある１の端末局に設けることもできる。さらに、端末局が多数ある場合などは、光供給源は１つに限らず、光供給源を複数設け、それぞれの光供給源がある一定数の端末局に対して送信光を供給する態様とすることもできる。
【００５８】
上記実施形態では、多数の波長を有する光を供給する光源を用いて、符号化器の他方、たとえば符号化器の入出力ポートよりも多い数の波長を持つ光源を用いて、符号化器の複数の入力ポートに光源から供給された送信光を分岐して同時に入力すれば、１つの光源および復号化器で、より多くの端末局に対して、光通信を行うことができる。具体的に、たとえば光源がλ０〜λ１００の波長の光を送信し、符号化器のポートが７つであるとすると、λ０〜λ６、λ７〜λ１３、λ１４〜λ２０…がそれぞれ同時に符号化される。この符号化された符号化光信号を分波して供給すれば、より多くの端末局に対して同時に符号化光信号を供給することができる。
【００５９】
あるいは、上記実施形態では、光通信システムとして光ＣＤＭＡシステムを例示して説明したが、他の光通信システムにも適用することができる。ここでは、波長領域と時間領域を併用した符号化について説明したが、たとえば時間領域のみあるいは波長領域のみの符号化を適用してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、上り側の通信を行うにあたって、光源のメンテナンスを容易に行うことができるようにするとともに、端末局で使用される装置を簡素化し、さらには、多くの光源を必要としないようにした光通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【図２】符号化器の概要を示す構成図である。
【図３】ＡＷＧの概要を示す構成図である。
【図４】光変調符号化光信号におけるコードのチップ番号と波長の関係を示す表である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【図６】符号化器の自己相関値と時間との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１，５０，６０，７０…光通信システム、２，６１，７１…基地局、３，５１，６２，７２…利用者局、４…第１光伝送路、５…第２光伝送路、６，６３…供給部、７，７３…受信部、８，５２，６４，７４…送信部、９…光源、１０…第１光カプラ、１１…第２光カプラ、１２…光変調器、１３…符号化器、１４…復号化器、１５…時間調整器、１６…符号化・復号化器、２１…入射導波路、２２…出射導波路、２３…入射側スラブ導波路、２４…出射側スラブ導波路、２５…アレイ導波路、３１〜３６…光遅延線、４１…反射板、Ｃ０〜Ｃ７…コード、Ｐ０〜Ｐ７…ポート。
【発明の属する技術分野】
本発明は、光を利用した通信方式である光通信システムに係り、特に符号分割多元接続方式（Code Division Multiple Access）を適用するのに好適な光通信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
光符号分割多元接続方式の光通信システム（以下「光ＣＤＭＡシステム」という）は、各ユーザの光信号を、拡散符号を用いて符号化することで、１つの光伝送路を共有して多元接続を行う光通信システムである。この光通信システムでは、通信媒体として光が用いられており、たとえばパッシブオプティカルネットワーク（Passive Optical Network）方式の光通信システム（以下「光ＰＯＮシステム」という）に利用される。このＰＯＮ方式の光通信システムに光ＣＤＭＡシステムを適用する場合において、いわゆる上り側の通信を行う際には、まずたとえばユーザが利用する端末局側における送信部で送信したい情報を光信号に一次変調する。次に、一次変調された光信号を割り当てられた拡散符号にしたがって二次変調（以下「符号化」という）する。続いて、符号化された光信号を、伝送路を介してたとえば通信事業者が利用する基地局に送信する。
【０００３】
一方、基地局側では、符号化された光信号を拡散符号に対応する復号化器によって二次復調（以下「復号化」という）する。復号化された光信号は、続く光検出部において一次復調され、送信された情報を判定する。そして、判定結果を送信された信号として受信する。
【０００４】
このように、光ＣＤＭＡシステムでは、端末局側において拡散符号を用いて送信する光信号を符号化し、基地局側で受信した光信号を拡散符号に対応する相関器によって復号化することで光通信を行うものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の光通信システムにおいては、上り側の通信を行うにあたり、端末局側から基地局側に光信号を送信するものであるので、光信号を供給するための光源は端末局側に設けられているものであった。ここで、端末局は、通常、ユーザが利用するものであるため、たとえば事業者がメンテナンスを行うには手間が掛かるという問題もあった。また、端末局はユーザが使用することから、端末局で使用される装置はなるべく簡素化することが望まれる。
【０００６】
他方、複数の端末局が基地局に接続されている場合、各端末局にそれぞれ光源が設けられていることから、多くの光源を必要とするという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、上り側の通信を行うにあたって、光源のメンテナンスを容易に行うことができるようにするとともに、端末局で使用される装置を簡素化し、さらには、多くの光源を必要としないようにした光通信システムを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した本発明に係る光通信システムは、光供給源に設けられ、送信部に対して、光信号を生成するための送信光を供給する光源と、端末局に設けられ、光供給源から供給された送信光を受信し、送信光から光信号を生成して送信する送信部と、基地局に設けられ、送信部から送信された光信号を受信する受信部と、光源と送信部とを接続し、送信光の伝送路となる第１光伝送路と、送信部と受信部とを接続し、光信号の伝送路となる第２光伝送路と、を備え、送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなり、端末局における送信部には、送信光を光変調して光変調光信号を生成する光変調器と、光変調光信号を所定の符号によって符号化して光変調符号化光信号を生成する符号化器と、が設けられ、基地局における受信部には、光変調符号化光信号を復号する復号化器が設けられており、光変調符号化光信号が、符号化器から基地局における受信部に対して送信されるものである。
【０００９】
本発明に係る光通信システムでは、端末局と基地局との間で光通信を行う際に用いられる光信号のための送信光が、端末局とは分離して設けられた光供給源に設けられている。このような光供給源は、端末局から独立して、通信事業者等がメンテナンスを行いやすい場所に別途設けることができるので、容易に光源のメンテナンスを行うことができる。また、端末局に光源を設ける必要がなくなるので、端末局で使用される装置の簡素化を図ることができる。
【００１０】
また、光供給源が、基地局に設けられているのが好適である。光供給源が基地局に設けられていることにより、基地局で通信事業を行う通信事業者が、そのまま光源のメンテナンスを行うことができる。したがって、光源のメンテナンスをさらに容易に行うことができる。
【００１１】
さらに、端末局は、複数の端末局からなり、第１光伝送路に、光源から供給された送信光を複数の端末局に振り分ける第１光カプラが設けられ、第２光伝送路に、複数の端末局から送信された光信号を集めて、基地局に送信する第２光カプラが設けられているのが好適である。
【００１２】
このように、複数の端末局と基地局とを接続する、たとえば光ＰＯＮシステムなどの場合に、光供給源を設けて各端末局に光源を供給することにより、各端末局に光供給源を設ける必要がなくなる。したがって、複数の光源を設ける必要がなくなる。
【００１３】
また、送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなり、端末局における送信部には、送信光を光変調して光変調光信号を生成する光変調器と、光変調光信号を所定の符号によって符号化して光変調符号化光信号を生成する符号化器と、が設けられ、基地局における受信部には、光変調符号化光信号を復号する復号化器が設けられており、光変調符号化光信号が、符号化器から基地局における受信部に対して送信される態様とするのが好適である。
【００１４】
このように、本発明に係る光通信システムは、符号化された光信号を送受信する、いわゆる光ＣＤＭＡシステムに用いることができる。
【００１５】
さらに、端末局に、送信光または光変調符号化光信号の送信タイミングを時間調整する時間調整器が設けられていることが好適である。端末局に時間調整器を設けて、複数の端末局との同一符号化系列をずらして用いることで、異なる端末局を識別することができる。このため、異なる符号系列を端末局の数だけ用いる必要がなくなるので、光波長数およびチップ数を増大させることなく端末局の数を増加させることができる。
【００１６】
このとき、時間調整器は、複数の端末局における符号化器で同一の符号系列を用いる際、複数の端末局で用いられる符号系列のオフピークの相関値が０となるように、複数の端末局に供給される送信光の相対な時間差を調整するのが好適である。
【００１７】
複数の端末局で同一の符号系列を用いる際、そのオフピーク値が０となるように、複数の端末局における光信号間の相対的な時間差を時間調整器によって調整することにより、複数の端末局間の光信号は、互に直交な伝送となる。この結果、多元接続干渉の影響を受けることがなくなる。
【００１８】
さらに、符号化器は、異なる波長を有する送信光を、時間をずらして符号化するのが好適である。このように、異なる波長を有する送信光を、時間をずらして符号化することにより、他の光信号との干渉を鮮明に避けることができる。そのために通信品質をより改善することができる。また、一次元符号で構成する場合よりも、符号化に要するチップ数を少なくすることができるので、送信時間を短くすることができる。
【００１９】
他方、送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなりであり、光供給源に、光源が発生した送信光を所定の符号で符号化して符号化光信号を生成し、端末局における送信部に供給する符号化器が設けられ、端末局における送信部には、符号化光信号を光変調して光変調符号化光信号を生成する光変調器と、光変調符号化光信号を時間調整し、時間調整された光変調符号化光信号を基地局における受信部に送信する時間調整器とが設けられ、基地局における受信部には、光変調符号化変調信号を復号する復号化器が設けられており、光変調符号化光信号が、時間調整器から受信装置に対して送信される態様とすることもできる。
【００２０】
本発明においては、符号化器を端末局側に設けることなく、基地局側に設けるようにしている。このとき、端末局が多数あったとしても、時間調整器で時間調整することにより、端末局側からの信号を識別することができ、適切な復号化を行うことができる。したがって、端末局側に符号化器を設ける必要はなくなるので、端末局側の装置構成をさらに簡素化することができる。また、符号化器が基地局に設けられていることから、符号化器のメンテナンスを行う際に、端末局に出向く必要がなくなる。
【００２１】
また、基地局に、光源が発生した送信光を所定の符号で符号化して符号化光信号を生成し、端末局における送信部に供給する符号化器と、第２光伝送路を介して出力される光信号を復号する復号化器とが設けられ、端末局に、符号化光信号を受信し光変調して符号化光変調光信号を生成して復号化器に出力する変調器と、符号化光信号または符号化光変調信号の出力タイミングを調整する時間調整器と、が設けられ、符号化器が、送信光を入力する際の循環特性と、符号化を行う際に用いられる拡散符号の巡回特性と、を利用して、送信光を符号化する態様とすることもできる。
【００２２】
このように、符号化器が送信光を入力する際の循環特性と、拡散符号の巡回特性を利用することにより、光波長数およびチップ数を低減することができる。
【００２３】
また、前記符号化器と前記復号化器が一体化されているのが好適である。このように符号化器と復号化器とが一体化されていることにより、装置構成をさらに簡素なものとすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、同一要素には同一符号を用いるものとし、重複する説明は省略する。
【００２５】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【００２６】
図１に示すように、本実施形態に係る光通信システム１は、いわゆる光ＣＤＭＡシステムを構成するものであり、基地局２と、複数の本実施形態ではｎ個の端末局である利用者局３，３…が、第１光伝送路４および第２光伝送路５を介して接続されていることによって形成されている。基地局２には、光供給源となる供給部６と、受信部７が形成されている。また、図１では♯１の利用者局３にのみ図示するが、各利用者局３には、それぞれ上り側の通信を行うための送信部８が形成されている。端末局を利用するたとえばユーザが、送信部８によって基地局２に対して所定の情報を送信できるようになっている。なお、図１では、光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００２７】
基地局２における供給部６には、光源９が設けられており、所定の送信光を出力している。光源９は、符号化に利用可能な複数の異なる波長が多重された多重波長光を出力するものであり、たとえばスーパーコンティニウム光源が用いられる。符号化に利用可能な送信光は、たとえば波長が１５００ｎｍ〜１６００ｎｍの間の波長域にある光とすることができるが、その他の諸条件によって適宜決定することができる。なお、光源としては、ＬＥＤ光源などを用いることもできる。
【００２８】
また、第１光伝送路４にはスターカプラからなる第１光カプラ１０が設けられている。第１光カプラ１０は、基地局２の供給部６に設けられた光源９に接続される一方、♯１〜♯ｎの利用者局３，３…にそれぞれ設けられている送信部８の光変調器１２に接続されている。そして、光源９から供給された送信光を各利用者局３，３…における光変調器１２に振り分けている。
【００２９】
さらに、第２光伝送路５には、スターカプラからなる第２光カプラ１１が設けられている。第２光カプラ１１は、♯１〜♯ｎの各利用者局３における送信部８に設けられた符号化器１３に接続される一方、基地局２の受信部７に設けられた復号化器１４に接続されている。そして、各利用者局３，３…における符号化器１３から出力される符号化光信号を集めて、基地局２における復号化器１４に送信している。
【００３０】
また、利用者局３の送信部８に設けられた光変調器１２は、第１光伝送路４を介して光源９から出力された送信光を受信し、利用者局３を利用するユーザが適宜設定した情報に基づいて送信光を光信号に一次変調して、光変調光信号を生成する。生成した光変調光信号は、符号化器１３に送信する。また、符号化器１３は、光変調器１２から送信された光変調光信号を、適宜割り当てられた拡散符号にしたがって符号化を行い、光変調符号化光信号を生成する。
【００３１】
この符号化器１３は、図２に示すように、アレイ型導波路格子（Arrayed Waveguide Grating、以下「ＡＷＧ」という）２０を有している。ＡＷＧ２０は、図３に示すように、入射導波路２１および出射導波路２２を備えている。入射導波路２１は、入射側スラブ導波路２３によって結束されており、出射導波路２２は、出射側スラブ導波路２４によって結束されている。そして、両スラブ導波路２３，２４の間にアレイ導波路２５が形成されている。
【００３２】
ＡＷＧ２０に複数の波長が多重された波長多重光からなる光変調光信号が入射導波路２１に入射されると、入射側スラブ導波路２３で回折されて広がり、アレイ導波路２５に出射される。アレイ導波路２５には、異なる波長の光が伝搬される。ここで、アレイ導波路２５においては、隣接する導波路はある一定の光路長差をもって配列されているため、各導波路を伝搬した光には、光路長差に相当する分だけ位相にずれが生じる。いま、アレイ導波路２５には、それぞれ異なる波長の光が伝搬されていることから、波長の異なる光が出射導波路２２側で集光する位置は互いに異なる。出射導波路２２は、集光位置が異なるそれぞれの位置に設置されているので、波長の異なる光が、その波長ごとに出射導波路２２から出射される。このようにして、異なる波長が多重された多重波長光からなる光変調光信号を異なる波長ごとに分けるものである。
【００３３】
また、図２に示すように、ＡＷＧ２０の入射導波路２１は、７つのポートＰ０〜Ｐ６を備えており、出射導波路２２は、６つの光遅延線３１〜３６に接続されている。そして、ＡＷＧ２０におけるあるポートから入射した光変調光信号は、ＡＷＧ２０によって異なる波長ごとに分波され、それぞれ波長ごとに光遅延線３１〜３６のいずれかに出射される。光遅延線３１〜３６には、それぞれ異なる数の遅延ループが設けられている。具体的に、第１光遅延線３１には０個、第２光遅延線３２には１個、第３光遅延線３３には５個、第４光遅延線３４には２個、第５光遅延線３５には４個、第６光遅延線３６には３個の遅延ループがそれぞれ設けられている。さらに、各光遅延線３１〜３６の端部には、反射板４１〜４６がそれぞれ設けられている。
【００３４】
ＡＷＧ２０の出射導波路２２から出射し、各光遅延線３１〜３６に導入された光は、反射板４１〜４６にそれぞれ反射されて、ＡＷＧ２０に戻り、各ポートＰ０〜Ｐ６に戻る。ここで、各光遅延線３１〜３６には、それぞれ数の異なる遅延ループが設けられていることから、出射導波路２２から出射した波長の異なる光は、それぞれ時間をずらしてＡＷＧ２０に戻り、各ポートＰ０〜Ｐ６のいずれかから出射する。こうして、波長の異なる光が時間をずらして出射されることによって、光変調光信号を符号化することによって、光変調符号化光信号を生成する。
【００３５】
具体的に、光変調光信号のチップ数を６とし、７つの波長を用いた場合について説明すると、ポートＰ３から光変調光信号を入力し、光遅延線３１〜３３に対してλ０〜λ２の光が出射し、光遅延線３４〜３６に対してλ４〜λ６の光が出射したとする。このとき、ポートＰ３から出力される符号化されたコードＣ０は、λ０、λ１、λ４、λ６、λ５、λ２の順となり、λ３は消滅する。図４は、各ポートから入力したときのコードＣ０〜Ｃ６と波長の順の関係を示す図である。図４に示すように、たとえば、コードＣ１は、λ１、λ２、λ５、λ０、λ６、λ３の順で波長が並ぶことになる。こうしてコードＣ０〜Ｃ７の７種類の符号化された光変調符号化光信号が生成される。
【００３６】
また、符号化器１３おけるＡＷＧ２０には、送信光が供給されるが、このとき、送信光は、ＡＷＧ２０における各ポートＰ０〜Ｐ６をそれぞれ循環しながら供給される。一方、符号化に用いられる拡散符号は、巡回を有している。これらのＡＷＧ２０に供給される送信光の循環性および拡散符号の巡回性を利用することにより、光波長数およびチップ数を低減することができる。
【００３７】
こうして、符号化器１３で生成された光変調符号化光信号は、第２光伝送路５を介して第２光カプラ１１に送信される。第２光カプラ１１には♯１の利用者局３の他、♯２〜♯ｎの各利用者局３，３…からも同様にして符号化された光変調符号化光信号が送信される。ただし、♯２〜♯ｎの各利用者局３，３…の符号化器１３では、それぞれ♯１の利用者局３における符号化器１３で用いられている符号とは異なる符号が用いられている。
【００３８】
第２光カプラ１１では、これらの光変調符号化光信号を集めて基地局２の受信部７に設けられた復号化器１４に出力する。復号化器１４では、第２光カプラ１１から出力された光変調符号化光信号を復号化する。そして、復号化された光信号を図示しない検出部に出力する。光検出部では、復号化された光信号を一次復調し、送信された情報を判定する。このようにして、判定結果を送信された信号として受信するものである。
【００３９】
このように、本実施形態に係る光通信システム１では、利用者局３から基地局２に対して信号を送信する、いわゆる上り側の送信を行うものであるものの、利用者局３に光源を設けることなくＣＤＭＡシステムを構築することができる。したがって、利用者局側における送信部を簡素化した態様とすることができる。また、たとえば光源９のメンテナンスを行うにあたり、通常、基地局２は通信事業者であることから、通常ユーザが使用する利用者局３に出向く必要がないので、光源のメンテナンスが容易なものとなる。
【００４０】
また、複数の利用者局３，３…を有しているのにもかかわらず、光源９は基地局２に設けられている１つのみで済ませることができる。したがって、各利用者局に光源を設ける場合と比較すると、光源の数を非常に少なくすることができるので、システム全体としての光源の数を大幅に減少させることができる。
【００４１】
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００４２】
図５は、本発明の第２の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【００４３】
図５に示すように、本実施形態に係る光通信システム５０は、上記第１の実施形態と比較すると、利用者局５１の構成が異なる。本実施形態に係る光通信システム５０には、上記第１の実施形態と同様に複数の利用者局５１，５１…が設けられているが、各利用者局５１には、それぞれ送信部５２が形成されている。送信部５２には、上記第１の実施形態と同様の光変調器１２および符号化器１３が設けられており、さらに、時間調整器１５が設けられている。時間調整器１５は、第１光カプラ１０と光変調器１２の間に設けられており、第１光カプラ１０で分散された送信光は、光伝送路４を介して時間調整器１５に供給される。この時間調整器１５は、光ファイバの長さを調整することによって、遅延時間を調整している。時間調整器１５では、送信光を供給するタイミングを調整しており、このため、基地局２に設けられた復号化器１４に供給される光変調符号化光信号の出力タイミングが調整される。したがって、本実施形態では、時間調整器１５は第１光伝送路４と符号化器１３との間に設けられているが、たとえば符号化器１３と第２光伝送路５の間に設けることもできる。その他は、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。また、第１の実施形態と同様に光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００４４】
本実施形態に係る光通信システム５０においては、時間調整器１５によって光変調器１２、さらには符号化器１３に送信光を供給する際のタイミングを時間調整することができる。この時間調整器１５で、複数の利用者局５１，５１…の間で、それぞれ光信号の供給タイミングをチップ時間だけずらしている。このため、異なる利用者局５１，５１…の間で、同一の符号系列を用いて符号化を行ったとしても、チップ時間のずれを受信部７で検出することにより、利用者局５１，５１間の識別を行うことができる。
【００４５】
ここで、時間調整器１５によって利用者局５１，５１…間の時間をずらす際に、同一の符号系列を用いる利用者局５１，５１…同士間における送信光の相対時間差を、オフピーク相関値が０となるように調整するのが好適である。かかる態様について説明すると、たとえばある♯１と♯２の利用者局５１，５１が同一の符号系列を用いているとする。このとき、♯１の利用者局５１における自己相関値を考えると、図６に示すように、自己相関値の重みをＷとして、系列長Ｌの間には、自己相関値が１となるいくつかのチップ時間が存在する。その一方、このような自己相関値が１となる時間以外には、自己相関値が０となる時間が存在する。この自己相関値が０となる時間に、♯２の利用者局５１における符号系列の自己相関がＷとなるように、♯１、♯２の利用者局５１，５１における時間調整器１５で、それぞれの送信光をずらすのである。こうして、♯１、♯２の利用者局５１，５１間における符号系列のオフピーク相関値を０とすることができる。
【００４６】
このように、同一の符号系列を用いる利用者局５１，５１間における符号系列のオフピーク相関値を０にすることにより、利用者局５１，５１間の光信号は互いに直交な伝送となることため、多元接続干渉の影響を受けることなく、複数の利用者局５１，５１…と基地局２の間で光通信を行うことができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００４８】
図７は、本発明の第３の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【００４９】
図７に示すように、本実施形態に係る光通信システム６０は、上記第１の実施形態と比較して、基地局と利用者局の構成が異なる。本実施形態における基地局６１には、供給部６３が設けられているとともに、上記第１の実施形態と同様の受信部７が設けられている。一方、上記第１の実施形態と同様に複数の利用者局６２，６２…が設けられているが、利用者局６２には、上記第１の実施形態と異なる送信部６４が設けられている。利用者局６２に設けられた送信部６４には、光変調器１２および時間調整器１５が設けられている。これら光変調器１２および時間調整器１５は、上記第１の実施形態よび第２の実施形態で用いたものと同一の構成を有している。また、時間調整器１５は、光変調器１２と第２伝送路５の間に設けられているが、第１伝送路４と光変調器１２の間に設けられていてもよい。また、上記各実施形態と同様に、光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００５０】
基地局６１に設けられた供給部６３には、光源９と符号化器１３が設けられている。光源９から出射される送信光は、符号化器１３に供給される。符号化器１３では、光源９から供給された送信光を符号化して符号化光信号を生成する。ここで、たとえば符号化器１３の複数の入力ポートＰ０〜Ｐ６（図２参照）に光源９から供給された送信光を分岐して同時に入力すれば、１つの光源９と１つの符号化器１３で、多数の符号化光信号を生成することができる。符号化器１３で生成された符号化光信号は、第１光伝送路４を通じて第１光カプラ１０に送信される。第１光カプラ１０からは、送信された符号化光信号が♯１〜♯ｎの各利用者局６２，６２…における送信部６４の光変調器１２に送信される。
【００５１】
光変調器１２では、利用者局６２を使用するユーザが適宜設定した情報に基づいて、符号化光信号を一次変調する。送信光を符号化した符号化光信号を一次変調することにより、符号化光変調光信号が生成される。この符号化光変調光信号を基地局６１における受信部７に設けられた復号化器１４に送信するが、他の利用者局６２からも同一の符号系列を用いた信号が出力されるので、そのまま送信した場合には、他の利用者局との識別ができなくなる。この点、本実施形態では、利用者局６２における送信部６４に、時間調整器１５が設けられている。この時間調整器１５により、上記第２の実施形態と同様に、各利用者局６２，６２間で光信号の供給タイミングをチップ時間だけずらすことができる。また、受信部では、このチップ時間のずれを検出することにより、利用者局６２，６２間の識別を行うことができる。
【００５２】
こうして、本実施形態に係る光通信システム６０では、同一の符号系列を複数の利用者局間に利用することができるとともに、利用者局に符号化器を設ける必要がなくなる。したがって、光通信システム６０の全体として、符号化器の数を大幅に減らすことができる。また、符号化器が基地局に設けられていることから、通信事業者が符号化器のメンテナンスを行う際に、各利用局に出向く必要がなくなる。
【００５３】
さらに、本発明の第４の実施形態について説明する。
【００５４】
図８は、本発明の第４の実施形態に係る光通信システムのブロック構成図である。
【００５５】
図８に示すように、本実施形態に係る光通信システム７０は、上記第１の実施形態と比較して、基地局と利用者局の構成が異なる。本実施形態に係る光通信システム７０における基地局７１には、上記第１の実施形態と同様の供給部６の他に、受信部７３が設けられている。受信部７３には、符号化と復号化を行う符号化・復号化器１６が設けられている。また、利用者局７２には、送信部７４が設けられている。送信部７４は、上記第３の実施形態と同様の構成を有しており、送信部７４には、光変調器１２および時間調整器１５が設けられている。その他は、上記第１の実施形態と同様の構成を有している。また、時間調整器１５は、第１伝送路４と光変調器１２の間に設けられているが、光変調器１２と符号化器１５の間、または符号化器１５と第２伝送路５の間に設けられていてもよい。また、上記各実施形態と同様に光の流れを白抜きの矢印で示している。
【００５６】
本実施形態に係る光通信システム７０では、基地局７１に符号化・復号化器１６が設けられている。このように、符号化器と復号化器を一体化した符号化・復号化器１６を用いることにより、上記第３の実施形態と比較して、基地局側の装置構成を簡素化することができ、光通信システム７０の全体としても装置構成を簡素化することができる。
【００５７】
以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではない。たとえば、上記各実施形態においては、光源を基地局に設けたが、たとえば光供給源を別途設定してその光供給源に光源を設けることもできる。この場合でも、通常、光供給源は通信事業者等が管理することになるので、メンテナンスの容易性を担保することができる。また複数の端末局がある場合には、光源の数を減少させることができる。また、複数の端末局がある場合には、光供給源をある１の端末局に設けることもできる。さらに、端末局が多数ある場合などは、光供給源は１つに限らず、光供給源を複数設け、それぞれの光供給源がある一定数の端末局に対して送信光を供給する態様とすることもできる。
【００５８】
上記実施形態では、多数の波長を有する光を供給する光源を用いて、符号化器の他方、たとえば符号化器の入出力ポートよりも多い数の波長を持つ光源を用いて、符号化器の複数の入力ポートに光源から供給された送信光を分岐して同時に入力すれば、１つの光源および復号化器で、より多くの端末局に対して、光通信を行うことができる。具体的に、たとえば光源がλ０〜λ１００の波長の光を送信し、符号化器のポートが７つであるとすると、λ０〜λ６、λ７〜λ１３、λ１４〜λ２０…がそれぞれ同時に符号化される。この符号化された符号化光信号を分波して供給すれば、より多くの端末局に対して同時に符号化光信号を供給することができる。
【００５９】
あるいは、上記実施形態では、光通信システムとして光ＣＤＭＡシステムを例示して説明したが、他の光通信システムにも適用することができる。ここでは、波長領域と時間領域を併用した符号化について説明したが、たとえば時間領域のみあるいは波長領域のみの符号化を適用してもよい。
【００６０】
【発明の効果】
以上の説明のとおり、本発明によれば、上り側の通信を行うにあたって、光源のメンテナンスを容易に行うことができるようにするとともに、端末局で使用される装置を簡素化し、さらには、多くの光源を必要としないようにした光通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【図２】符号化器の概要を示す構成図である。
【図３】ＡＷＧの概要を示す構成図である。
【図４】光変調符号化光信号におけるコードのチップ番号と波長の関係を示す表である。
【図５】本発明の第２の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【図６】符号化器の自己相関値と時間との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第３の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【図８】本発明の第４の実施形態に係る光通信システムを示すブロック構成図である。
【符号の説明】
１，５０，６０，７０…光通信システム、２，６１，７１…基地局、３，５１，６２，７２…利用者局、４…第１光伝送路、５…第２光伝送路、６，６３…供給部、７，７３…受信部、８，５２，６４，７４…送信部、９…光源、１０…第１光カプラ、１１…第２光カプラ、１２…光変調器、１３…符号化器、１４…復号化器、１５…時間調整器、１６…符号化・復号化器、２１…入射導波路、２２…出射導波路、２３…入射側スラブ導波路、２４…出射側スラブ導波路、２５…アレイ導波路、３１〜３６…光遅延線、４１…反射板、Ｃ０〜Ｃ７…コード、Ｐ０〜Ｐ７…ポート。
Claims (10)
- 光供給源に設けられ、送信部に対して、光信号を生成するための送信光を供給する光源と、
端末局に設けられ、前記光供給源から供給された送信光を受信し、前記送信光から光信号を生成して送信する送信部と、
基地局に設けられ、前記送信部から送信された前記光信号を受信する受信部と、
前記光源と前記送信部とを接続し、前記送信光の伝送路となる第１光伝送路と、
前記送信部と前記受信部とを接続し、前記光信号の伝送路となる第２光伝送路と、
を備え、
前記送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなり、
前記端末局における前記送信部には、前記送信光を光変調して光変調光信号を生成する光変調器と、前記光変調光信号を所定の符号によって符号化して光変調符号化光信号を生成する符号化器と、が設けられ、
前記基地局における前記受信部には、前記光変調符号化光信号を復号する復号化器が設けられており、
前記光変調符号化光信号が、前記符号化器から前記基地局における前記受信部に対して送信されることを特徴とする光通信システム。 - 前記端末局に、前記送信光または前記光変調符号化光信号の送信タイミングを時間調整する時間調整器が設けられている請求項１に記載の光通信システム。
- 前記時間調整器は、複数の端末局における符号化器で同一の符号系列を用いる際、前記複数の端末局で用いられる符号系列のオフピークの相関値が０となるように、前記複数の端末局に供給される送信光の相対な時間差を調整する請求項２に記載の光通信システム。
- 前記符号化器は、異なる波長を有する前記送信光を、時間をずらして符号化する請求項１から請求項３のうちのいずれか１項に記載の光通信システム。
- 光供給源に設けられ、送信部に対して、光信号を生成するための送信光を供給する光源と、
端末局に設けられ、前記光供給源から供給された送信光を受信し、前記送信光から光信号を生成して送信する送信部と、
基地局に設けられ、前記送信部から送信された前記光信号を受信する受信部と、
前記光源と前記送信部とを接続し、前記送信光の伝送路となる第１光伝送路と、
前記送信部と前記受信部とを接続し、前記光信号の伝送路となる第２光伝送路と、
を備え、
前記送信光は、符号化に利用可能な複数の異なる波長を有する多波長光からなり
前記光供給源に、前記光源が発生した送信光を所定の符号で符号化して符号化光信号を生成し、前記端末局における前記送信部に供給する符号化器が設けられ、
前記端末局における前記送信部には、前記符号化光信号を光変調して光変調符号化光信号を生成する光変調器と、前記光変調符号化光信号を時間調整し、時間調整された前記光変調符号化光信号を前記基地局における受信部に送信する時間調整器とが設けられ、
前記基地局における前記受信部には、前記光変調符号化変調信号を復号する復号化器が設けられており、
前記光変調符号化光信号が、前記時間調整器から前記受信装置に対して送信されることを特徴とする光通信システム。 - 前記光供給源が、前記基地局に設けられている請求項１から請求項５のうちのいずれか１項に記載の光通信システム。
- 前記端末局は、複数の端末局からなり、
前記第１光伝送路に、前記光源から供給された送信光を前記複数の端末局に振り分ける第１光カプラが設けられ、
前記第２光伝送路に、前記複数の端末局から送信された光信号を集めて、前記基地局に送信する第２光カプラが設けられている請求項１〜請求項６のうちのいずれか１項に記載の光通信システム。 - 前記基地局に、前記光源が発生した送信光を所定の符号で符号化して符号化光信号を生成し、前記端末局における前記送信部に供給する符号化器と、前記第２光伝送路を介して出力される光信号を復号する復号化器とが設けられ、
前記端末局に、前記符号化光信号を受信し光変調して符号化光変調光信号を生成して前記復号化器に出力する変調器と、前記符号化光信号または前記符号化光変調信号の出力タイミングを調整する時間調整器と、が設けられている請求項７に記載の光通信システム。 - 前記符号化器が、複数の入力ポートを有し、前記送信光を前記複数の入力ポートに対してそれぞれ循環しながら入力し、符号化を行う際に用いられる拡散符号の巡回特性を利用して、前記送信光を符号化する請求項１〜請求項８のうちのいずれか１項に記載の光通信システム。
- 前記符号化器と前記復号化器が一体化されている請求項５または請求項８に記載の光通信システム。
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