JP4539230B2

JP4539230B2 - 光符号多重通信システム及び復号装置

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Publication number: JP4539230B2
Application number: JP2004242051A
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Inventors: 玲彦西木; 健介佐々木; 秀幸小林; 聡子沓澤
Original assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
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Priority date: 2004-08-23
Filing date: 2004-08-23
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Description

本発明は、時間拡散−波長ホッピング符号を用いる光符号多重通信方法、この光符号多重通信方法を実施することができる光符号多重通信システム、この光符号多重通信システムを構成する符号化装置、及び光符号多重通信システムを構成する復号装置に関し、特に、光符号多重通信における波長分散補償に関するものである。

図１は、時間拡散−波長ホッピング方式の光符号多重通信における符号化と復号の原理を示す説明図である。図１に示されるように、符号器１０は、多波長の（例えば、反射波長がλ_１，λ_３，λ_４，λ_２である）ＦＢＧ（ファイバブラッググレーティング）１０ａ，…，１０ｄが縦列接続された構造を有している。光サーキュレータ３４を介して符号器１０に、ＦＢＧ１０ａ，…，１０ｄの反射波長に対応する波長多重パルス３０が入力されると、１つの波長多重パルス３０から符号器１０に設定された符号（すなわち、符号器１０の構造）により決定される拡散時間に波長の異なる４つの光パルス３１ａ，…，３１ｄから成る多波長光パルス列が生成され、光サーキュレータ３４を介して伝送路３５に出力される。この多波長光パルス列が符号化された光信号である。符号器１０と同一符号の（すなわち、符号器１０と同一符号を扱う構造を有する）復号器２０は、符号器１０におけるＦＢＧ１０ａ，…，１０ｄの縦列構造と逆のＦＢＧ２０ｄ，…，２０ａの縦列構造を有している。したがって、復号器２０は、符号器１０と逆の群遅延時間特性を有しており、光サーキュレータ３６を介して復号器２０に符号化信号（光パルス３１ａ，…，３１ｄ）が入力されると、時間拡散された４波長の光パルスが同一タイミングに揃えられ、自己相関波形の波長多重パルス３３が生成され、光サーキュレータ３６を介して出力される。

復号器２０に符号化信号が入力されると、符号が一致する（符号器１０と復号器２０の多波長ＦＢＧの縦列構造が鏡像関係にある）場合は、時間拡散された多波長光パルス３１ａ，…，３１ｄの相対的な時間配置が補正され、自己相関波形の波長多重パルス３３が得られる。符号が一致しない（符合器１０と復号器２０の多波長ＦＢＧの縦列構造が鏡像関係にない）場合は、時間拡散された多波長光パルス３１ａ，…，３１ｄの相対的な時間配置が更に拡散され、相互相関波形（図示せず）が得られる。

一般に、時間拡散−波長ホッピング符号を用いる光符号多重通信は、下記の非特許文献１に開示されるように、時間領域に拡散された複数波長（広い周波数帯域）の光信号を符号化信号として用いるために、伝送距離が長く、かつ、伝送信号レートが早いほど、伝送路の波長分散の影響を受けやすいという特徴がある。標準的なＳＭＦからなる伝送路は約１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の波長分散特性を有しているため、伝送路を符号化された光信号が伝播すると、その伝送距離に応じて符号化信号を構成する多波長光パルス間の相対的な時間配置が変化していまい、符号器と同一符号の復号器を用いたとしても、図１に示されるような自己相関波形を得ることはできない（すなわち、良好な復号ができない）。したがって、時間拡散−波長ホッピング符号を用いる光符号多重通信を波長分散がある伝送路に適用しようとする場合、符号器に入力する光信号パルス幅に対し十分に小さいレベルまで波長分散を補償しなければ良好な自己相関波形が得られない。しかし、個々の伝送路の波長分散を波長分散補償ファイバーなどの既知の手段により補償する場合には、大きなサイズ、大きな伝送損失、及び多大なコストが必要になる。

このような課題に対し、波長分散の影響を簡易に低減するために、下記の非特許文献２では、ＦＢＧ型復号器に波長分散による影響のうち、光符号化信号の波長帯域（周波数帯域）の遅延時間差をＦＢＧ型復号器の構成により補償する技術が開示されている。この技術によれば、伝送速度１０ＧｂｐｓでＳＭＦ４０ｋｍの伝送を達成している。図２は、時間拡散−波長ホッピング方式の光符号多重通信における符号器と遅延時間補償機能付復号器を示す説明図である。図２に示されるように、ＳＭＦ４０ｋｍの伝送を行う場合、符号器１０で生成された直後の光パルス列（光パルス３１ａ，…，３１ｄ）は、ＳＭＦの伝送に伴い波長間遅延時間差を増した光パルス列（光パルス３２ａ，…，３２ｄ）となる。したがって、復号器２１は、符号器１０と逆の遅延時間特性とＳＭＦ伝送路の波長分散により生じる波長間遅延時間差を補償する遅延時間特性を加算した遅延時間特性を有している。

ウェイ他（Ｗｅｉｅｔａｌ．）、「ビットエラーレートパフォーマンスオブアンオプティカルファストフレキュエンシーホッピングＣＤＭＡシステムウィズマルチプルシミュルテーナスユーザー（ＢＥＲＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆａｎＯｐｔｉｃａｌＦａｓｔＦｒｅｑｕｅｎｃｙ−ＨｏｐｐｉｎｇＣＤＭＡＳｙｓｔｅｍｗｉｔｈＭｕｌｔｉｐｌｅＳｉｍｕｌａｔａｎｅｏｕｓＵｓｅｒｓ）」、ＯＦＣ２００３、テクニカルダイジェスト、第２巻、ＴｈＱ１、ｐ．５４４−５４６イワムラ他（Ｉｗａｍｕｒａｅｔａｌ．）、「ＦＢＧベースドオプティカルコードエン／」デコーダフォーロングディスタンストランスミッションウィズアウトディスパーションコンペンセーティングデバイスズ（ＦＢＧｂａｓｅｄＯｐｔｉｃａｌＣｏｄｅＥｎ／Ｄｅｃｏｄｅｒｆｏｒｌｏｎｇｄｉｓｔａｎｃｅｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎｗｉｔｈｏｕｔｄｉｓｐｅｒｓｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｎｇｄｅｖｉｃｅｓ）」、ＯＦＣ２００４、テクニカルダイジェスト、ＷＫ６ブリャック他（Ｂｕｒｙａｋｅｔａｌ．）、「オプティマイゼーションオブリフラクティブインデックスサンプリングフォーマルチチャンネルファイバーブラッググレーティング（ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＲｅｆｒａｃｔｉｖｅＩｎｄｅｘＳａｍｐｌｉｎｇｆｏｒＭｕｌｔｉｃｈａｎｎｅｌＦｉｂｅｒＢｒａｇｇＧｒａｔｉｎｇｓ）」アイトリプルイージャーナルオブクオンタムエレクトロニクス（ＩＥＥＥＪＯＵＮＡＬＯＦＱＵＡＮＴＵＭＥＬＥＣＴＲＯＮＩＣＳ）、第３９巻、ナンバー１、ｐ．９１−９８、２００３年１月

しかしながら、図２に示される復号器２１を用いても、補償されるのは波長差と伝播距離に起因する遅延時間差のみであり、ファイバーの分散に起因する個々の光パルスの広がりを補償することはできなかった。したがって、伝送距離が長くなる程、自己相関波形の幅が広がってしまい、ついには隣接光信号と重なり、受信することができなくなってしまう。このように、図２に示される復号器２１を用いても、補償しているのは光信号波長間の遅延時間差のみであり、伝送路の分散スロープに起因する光信号パルス幅の広がりを補償していないため、更に伝送距離を伸ばすことはできなかった。

また、上記した非特許文献３には、分散スロープ補償に関する技術が説明されているが、１つの通信チャネルに複数の波長を用いる時間拡散−波長ホッピング方式の光符号多重通信の伝送路で劣化した符号化波形の補償に適用する技術は開示されていない。

そこで、本発明は、上記したような従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、時間拡散−波長ホッピング方式の光信号の長距離の伝送を可能にする光符号多重通信方法、この方法を実施することができる光符号多重通信システム、このシステムを構成する符号化装置及び復号装置を提供することにある。

本発明の光符号多重通信システムは、波長多重パルスから多波長光パルス列を生成する符号化手段と、時間拡散−波長ホッピング方式により伝送路を通して前記多波長光パルス列が伝送された後に前記多波長光パルス列から波長多重パルスを復号する復号手段と、前記伝送路を通して前記多波長光パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差を補償する遅延時間差補償手段と、前記伝送路を通して前記多波長光パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルスの時間的広がりを補償する波長分散補償手段とを有し、前記符号化手段は、それぞれが特定の反射波長を持ち、縦列接続された複数のブラッググレーティングを有し、前記復号手段は、それぞれが特定の反射波長を持ち、縦列接続された複数のブラッググレーティングを有し、前記遅延時間差補償手段は、前記復号手段の複数のブラッググレーティングを、前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差に基づいて決定された間隔で配列した構造を有し、前記波長分散補償手段は、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する波長帯域の光を反射する反射率特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域内において波長が増加するほど反射光の遅延時間が減少する分散スロープを持つ群遅延時間特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域の光の反射によって生じる各波長帯域の光の遅延時間が各波長帯域間で等しい特性とを有するサンプルドブラッググレーティングを含むことを特徴とするものである。

また、本発明の復号装置は、波長多重パルスから生成された多波長光パルス列を時間拡散−波長ホッピング方式により伝送路を通して伝送し、前記伝送路を通して伝送された多波長光パルス列から波長多重パルスを復号する光符号多重通信に際して、前記伝送路を通して伝送させた前記多波長パルス列から前記波長多重パルスを復号する復号手段を有する復号装置であって、前記伝送路を通して前記多波長パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差を補償する遅延時間差補償手段と、前記伝送路を通して前記多波長パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルスの時間的広がりを補償する波長分散補償手段とを有し、前記復号手段は、それぞれが特定の反射波長を持ち、縦列接続された複数のブラッググレーティングを有し、前記遅延時間差補償手段は、前記復号手段の複数のブラッググレーティングを、前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差に基づいて決定された間隔で配列した構造を有し、前記波長分散補償手段は、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する波長帯域の光を反射する反射率特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域内において波長が増加するほど反射光の遅延時間が減少する分散スロープを持つ群遅延時間特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域の光の反射によって生じる各波長帯域の光の遅延時間が各波長帯域間で等しい特性とを有するサンプルドブラッググレーティングを含むことを特徴とするものである。

本発明によれば、時間拡散−波長ホッピング方式により伝送路を通して多波長光パルス列を伝送する際に生じる多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差、及び、個々の光パルスの時間的広がりが補償されるので、波長多重パルスの良好な復号ができ、伝送距離をさらに延長することが可能になるという効果がある。

＜第一の実施形態＞
図３は、本発明の第一の実施形態の光符号多重通信システム（すなわち、第一の実施形態の光符号多重通信方法を実施することができるシステム）の構成を示すブロック図である。図３に示されるように、第一の実施形態の光符号多重通信システムは、送信機４１と、送信機４１に伝送路４２によって接続された復号装置４３と、受信機４４とを有している。

図３に示されるように、送信機４１は、波長多重パルスを生成する多波長光パルス光源４１ａと、データ信号発生器４１ｂと、データ信号発生器４１ｂからの制御信号に基づいて波長多重パルスを変調する波長多重パルス変調器４１ｃと、変調された波長多重パルス（例えば、図１における波長多重パルス３０に相当する。）から多波長光パルス列（例えば、図１及び図２における光パルス３１ａ，…，３１ｄに相当する。）を生成する符号器４１ｄとを有している。

図４は、符号器４１ｄの構造の一例を概略的に示す図である。図４に示されるように、符号器４１ｄは、光サーキュレータ４５と、それぞれの反射波長がλ_１１，λ_１２，λ_１３，λ_１４であるＦＢＧ４６ａ，…，４６ｄが縦列接続された構造とを有している。この構造は、例えば、特開２００３−２４４１０１号公報の図５（ｂ）に示される構造と同様のものである。なお、縦列接続されるＦＢＧの数は、５以上又は３以下であってもよい。

図３に示されるように、伝送路４２は、シングルモードファイバー（ＳＭＦ）４２ａと、ＳＭＦ４２ａの損失を補う光アンプ４２ｂとを有している。

また、図３に示されるように、復号装置４３は、遅延時間差補償型復号器４３ａと、分散スロープ補償器４３ｂとを有している。

図５は、遅延時間補償型復号器４３ａの構造の一例を概略的に示す図である。図５に示されるように、遅延時間補償型復号器４３ａは、光サーキュレータ４７と、それぞれの反射波長がλ_１４，λ_１３，λ_１２，λ_１１であるＦＢＧ４８ｄ，…，４８ａが縦列接続された構造とを有している。ＦＢＧ４８ｄ，…，４８ａは、入力される多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差に基づいて決定された間隔で配列されている。遅延時間差補償型復号器４３ａは、多波長光パルス列（図２における符号化信号３２ａ，…，３２ｄに相当する。）が伝送路４２を通して伝送された後に多波長光パルス列から波長多重パルスを復号する機能と、伝送路４２を通して伝送する際に生じる多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差を補償する遅延時間差補償機能とを併せ持つ。遅延時間補償型復号器４３ａの構造は、例えば、特開２００３−２４４１０１号公報の図６に示される構造と同様のものである。

図６（ａ）乃至（ｃ）は、分散スロープ補償器４３ｂの反射率特性、群遅延時間特性、及び構造を概略的に示す図である。図６（ｃ）に示されるように、分散スロープ補償器４３ｂは、例えば、光サーキュレータ４９ａと、サンプルドＦＢＧ４９ｂとを有する。分散スロープ補償器４３ｂは、伝送路４２を通して伝送する際に波長分散により生じる多波長光パルス列の個々の光パルスの時間的広がりを補償する。サンプルドＦＢＧ４９ｂは、チャープ構造を有するように光導波路（例えば、光ファイバーのコア）内に形成された複数の屈折率変調構造と、これら複数の屈折率変調構造の間に形成された位相シフト構造とを有するものであり、ＳＳ（ＳｕｐｅｒＳｔｒｕｃｔｕｒｅ）ＦＢＧとも言われる。サンプルドＦＢＧ４９ｂは、波長間における遅延時間差をほとんど発生させない特性を有している。１００ＧＨｚ間隔の８波長の多波長光パルス列に用いられる分散スロープ補償器４３ｂの反射率特性は、図６（ａ）に示されている。図６（ｂ）の波長領域Ｒ_１に示されるように、分散スロープ補償器４３ｂは、１波長の光信号に対応する波長帯域内で、４０ｋｍのＳＭＦ伝送路の波長分散スロープと逆の波長分散スロープ（約−６８０ｐｓ／ｎｍ）を有している。分散スロープ補償器４３ｂとしては、図６（ａ）及び（ｂ）に示される特性を有する他の原理・構造のものを採用してもよい。

なお、図３においては、遅延時間差補償型復号器４３ａの後段に分散スロープ補償器４３ｂを配置した例を示したが、遅延時間差補償型復号器４３ａの前段に分散スロープ補償器４３ｂを配置してもよい。

以下に第一の実施形態の光多重符号化システムの動作（すなわち、第一の実施形態の光多重符号化方法）を説明する。図７（ａ）乃至（ｄ）は実測データに基づくものであり、図７（ａ）は符号器４１ｄの入力パルスの波形、図７（ｂ）は符号器４１ｄからの出力パルスの波形、図７（ｃ）は復号器４３ａによる復号後の波形、図７（ｄ）は分散スロープ補償器４３ｂによる補償後の波形を示す図である。

まず、多波長光パルス光源４１ａにより、１００ＧＨｚ間隔の４波長（λ_１１、λ_１２、λ_１３、λ_１４）のＲＺ波長多重光パルス列を、データ信号発生器４１ｂからの所望のデータに応じて変調器４１ｃにより、例えば、１０Ｇｂｐｓの周期のＲＺ波長多重光パルス列にする。このとき、ＲＺ波長多重光パルス列を構成するＲＺ光パルスの幅を、例えば、１８ｐｓとする。このＲＺ波長多重光パルスが、符号器４１ｄに入力されると、波長多重光パルスは個々の波長に対応するＦＢＧで反射されることにより、任意の波長間遅延時間差を有する光パルス列が生成される。ここで、縦列接続された各波長のＦＢＧの順番と、それぞれのＦＢＧの間隔は所望の符号により規定されている。この光パルス列が符号化信号であり、この状態で伝送路４２上を伝送される。

標準的なＳＭＦは、約１７ｐｓ／（ｎｍ・ｋｍ）の分散特性を有しているため、０．８ｎｍ間隔の光波長多重パルスをＳＭＦで４０ｋｍ伝送させると、ＳＭＦの波長分散により光パルス間に約５４．４ｐｓ（＝０．８×１７×４０）の伝播時間差が生じる。さらに、個々の光パルスの時間幅も広がる。したがって、符号化信号がＳＭＦ上を伝送されると、符号化により生じた光パルス間の遅延時間差に、波長分散に起因する波長間遅延時間差と、光パルスの広がりとが重畳されることになる。

この波長分散の影響を受けた符号化信号が復号装置（復号器モジュール）４３に入力される。復号装置４３内で、波長分散の影響を受けた符号化信号は、遅延時間差補償型復号器４３ａに入力される。符号が一致する場合は、符号化時に付与された波長間遅延時間差と、伝送路４２の波長分散により生じた波長間遅延時間差が補償され、個々の波長の光パルスは同一タイミングに揃えられる。ただし、遅延時間差補償型復号器４３ａによっては、伝送路４２の波長分散により生じた個々の光パルスの広がりは補償されない。また、符号が一致しない場合は、更に時間方向に拡散されることとなる。

次に、遅延時間差補償型復号器４３ａからの光パルスがサンプルドＦＢＧ型の分散スロープ補償器４３ｂに入力にされると、この分散スロープ補償器４３ｂが有する負の分散スロープにより、個々の光パルス幅が伝送路４２の伝送前に近い状態に圧縮されることになる（図７（ａ）及び（ｄ）参照）。このように、伝送路４２の波長分散により生じた個々の光信号パルスの時間的広がりはサンプルドＦＢＧ型の分散スロープ補償器４３ｂにより補償されるため、波長多重パルスの良好な復号ができ、伝送距離を延長することが可能になるという効果がある。

また、分散スロープを補償するために分散補償ファイバーを用いる方式（従来方式）は、広い波長域を一括して補償することには適しているが、設備が大型且つ高価であった。このため、特定の数波長を受信するノードでは本発明に示す方法及びシステムの方が設備の小型化且つ安価なコストの点で有利である。

＜第二の実施形態＞
図８は、本発明の第二の実施形態の光符号多重通信システム（すなわち、第二の実施形態の光符号多重通信方法を実施することができるシステム）の構成を示すブロック図である。図８に示されるように、第二の実施形態の光符号多重通信システムは、分散スロープ補償器５１ｅを伝送路５２の前段に備えた点が、分散スロープ補償器（図３の４３ｂ）を伝送路（図３の４２）の後段に備えた第一の実施形態の光符号多重通信システムと相違する。

図８における多波長パルス光源５１ａ、データ信号発生器５１ｂ、変調器５１ｃ、符号器５１ｄはそれぞれ、図３（第一の実施形態）における多波長パルス光源４１ａ、データ信号発生器４１ｂ、変調器４１ｃ、符号器４１ｄに相当する構成である。また、図８における伝送路５２は、図３における伝送路４２に相当する構成であり、図８における遅延時間差補償型復号器５３ａは、図３における遅延時間差補償型復号器４３ａに相当する構成であり、図８における受信機５４は図３における受信機４４に相当する構成である。さらに、図８における分散スロープ補償器５１ｅは、図３における分散スロープ補償器４３ｂの代わりに備えられた構成である。なお、分散スロープ補償器５１ｅを符号器５１ｄの前段に配置してもよい。

第二の実施形態の光符号多重通信システムでは分散スロープ補償器５１ｅを送信機５１内に配置したため、全ての光パルスは伝送路５２の波長分散に対応するプレチャープを与えられた状態で伝送される。このプレチャープを与えられた光符号化信号が伝送路５２を伝送することにより、伝送路５２の波長分散により光パルスのチャープは元の状態に戻されるが、波長間の遅延時間差は第一に実施形態と同様に発生する。したがって、遅延時間差補償機能型復号器５３ｂにより遅延時間差を補償することによって、良好な復号波形（自己相関波形）を得ることができる。

以上説明したように、第二の実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第二の実施形態によれば、送信機５１で分散スロープを補償し、受信側の復号装置５３で遅延時間差を補償しているので（すなわち、送信端と受信端とで分担して波長分散を補償しているので）、伝送される光パルスがプレチャープされた分散特性を有し、不正アクセスを試みる第三者にとっては対応する復号器の作成が困難であり、符号化通信方式としての秘匿性が向上する。

なお、第二の実施形態において、上記以外の点は、上記第一の実施形態の場合と同じである。

＜第三の実施形態＞
図９は、本発明の第三の実施形態の光符号多重通信システム（すなわち、第三の実施形態の光符号多重通信方法を実施することができるシステム）の構成を示すブロック図である。図９に示されるように、第三の実施形態の光符号多重通信システムは、分散スロープ補償器６１ｅを伝送路６２の前段に備え且つ分散スロープ補償器６３ｂを伝送路６２の後段に備えた点が、分散スロープ補償器（図３の４３ｂ）を伝送路（図３の４２）の後段にのみ備えた第一の実施形態の光符号多重通信システムと相違する。

図９における多波長パルス光源６１ａ、データ信号発生器６１ｂ、変調器６１ｃ、符号器６１ｄはそれぞれ、図３（第一の実施形態）における多波長パルス光源４１ａ、データ信号発生器４１ｂ、変調器４１ｃ、符号器４１ｄに相当する構成である。また、図９における伝送路６２は、図３における伝送路４２に相当する構成であり、図９における遅延時間差補償型復号器６３ａは、図３における遅延時間差補償型復号器４３ａに相当する構成であり、図９における受信機６４は図３における受信機４４に相当する構成である。さらに、図９における分散スロープ補償器６１ｅ及び６３ｂは、図３における分散スロープ補償器４３ｂの代わりに備えられた構成である。なお、分散スロープ補償器６１ｅを符号器６１ｄの前段に配置してもよい。また、分散スロープ補償器６３ｂを遅延時間差補償型復号器６３ｂの前段に配置してもよい。

第三の実施形態の光符号多重通信システムでは２０ｋｍのＳＭＦ伝送路に相当する分散スロープ補償器６１ｅを送信機６１内に配置し、全ての光パルスは８０ｋｍ伝送路６２の波長分散に対応するプレチャープを与えられた状態で伝送される。このプレチャープを与えられた光符号化信号が伝送路６２を伝送することにより、伝送路６２の波長分散により光パルスのチャープは元の状態に戻され、さらに４０ｋｍのＳＭＦに相当する波長分散の影響を受ける。すなわち、個々の光パルスの広がりはＳＭＦ４０ｋｍの場合と同等であるが、波長間の遅延時間差はＳＭＦ８０ｋｍの伝送路の分だけ発生する。したがって、復号器３をＳＭＦ４０ｋｍに相当する分散スロープ補償器６３ｂとＳＭＦ８０ｋｍに相当する遅延時間差補償型復号器６３ａにより良好な復号波形（自己相関波形）を得ることが可能である。

以上説明したように、第三の実施形態によれば、第一の実施形態と同様の効果を得ることができる。また、第三の実施形態によれば、送信機６１で分散スロープを補償し、受信側の復号装置６３で遅延時間差及び分散スロープを補償しているので（すなわち、送信端と受信端とで分担して波長分散を補償しているので）、伝送される光パルスがプレチャープされた分散特性を有し、不正アクセスを試みる第三者にとっては対応する復号器の作成が困難であり、符号化通信方式としての秘匿性が向上する。

また、長距離伝送に対応するためには分散スロープ補償器の補償量を増やす必要があるが、これは分散スロープ補償器を構成するＦＢＧの全長が長くなり、ＦＢＧ製造の難易度が上がってしまうが、第三の実施形態では製造が容易な長さの分散スロープ補償器を送信端と受信端で組み合わせて用いることにより、さらに一層の長距離の光信号の伝送が可能になる。

なお、第三の実施形態において、上記以外の点は、上記第一又は第二の実施形態の場合と同じである。

時間拡散−波長ホッピング方式の光符号多重通信における符号化と復号の原理を示す説明図である。時間拡散−波長ホッピング方式の光符号多重通信における符号器と遅延時間補償機能付復号器を示す説明図である。本発明の第一の実施形態の光符号多重通信システム（すなわち、第一の実施形態の光符号多重通信方法を実施することができるシステム）の構成を示すブロック図である。符号器の構造を概略的に示す図である。遅延時間補償型復号器の構造を概略的に示す図である。（ａ）乃至（ｃ）は、分散スロープ補償器の反射率特性、群遅延時間特性、及び構造を概略的に示す図である。（ａ）乃至（ｄ）は、符号器の入力パルスの波形、符号器からの出力パルスの波形、復号器による復号後の波形、分散スロープ補償器による補償後の波形を示す図である。本発明の第二の実施形態の光符号多重通信システム（すなわち、第二の実施形態の光符号多重通信方法を実施することができるシステム）の構成を示すブロック図である。本発明の第三の実施形態の光符号多重通信システム（すなわち、第三の実施形態の光符号多重通信方法を実施することができるシステム）の構成を示すブロック図である。

符号の説明

４１，５１，６１送信機、
４１ａ，５１ａ，６１ａ多波長パルス光源、
４１ｂ，５１ｂ，６１ｂデータ信号発生器、
４１ｃ，５１ｃ，６１ｃ変調器、
４１ｄ，５１ｄ，６１ｄ符号器、
４２，５２，６２伝送路、
４２ａ，５２ａ，６２ａＳＭＦ、
４２ｂ，５２ｂ，６２ｂ光アンプ、
４３，５３，６３復号装置、
４３ａ，５３ａ，６３ａ遅延時間差補償型復号器、
４３ｂ，５１ｅ，６１ｅ，６３ｂ分散スロープ補償器、
４４，５４，６４受信機、
４５，４７，４９ａ光サーキュレータ、
４６ａ，…，４６ｄＦＢＧ、
４８ａ，…，４８ｄＦＢＧ、
４９ｂサンプルドＦＢＧ。

Claims

波長多重パルスから多波長光パルス列を生成する符号化手段と、
時間拡散−波長ホッピング方式により伝送路を通して前記多波長光パルス列が伝送された後に前記多波長光パルス列から波長多重パルスを復号する復号手段と、
前記伝送路を通して前記多波長光パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差を補償する遅延時間差補償手段と、
前記伝送路を通して前記多波長光パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルスの時間的広がりを補償する波長分散補償手段と
を有し、
前記符号化手段は、それぞれが特定の反射波長を持ち、縦列接続された複数のブラッググレーティングを有し、
前記復号手段は、それぞれが特定の反射波長を持ち、縦列接続された複数のブラッググレーティングを有し、
前記遅延時間差補償手段は、前記復号手段の複数のブラッググレーティングを、前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差に基づいて決定された間隔で配列した構造を有し、
前記波長分散補償手段は、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する波長帯域の光を反射する反射率特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域内において波長が増加するほど反射光の遅延時間が減少する分散スロープを持つ群遅延時間特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域の光の反射によって生じる各波長帯域の光の遅延時間が各波長帯域間で等しい特性とを有するサンプルドブラッググレーティングを含む
ことを特徴とする光符号多重通信システム。
波長多重パルスから生成された多波長光パルス列を時間拡散−波長ホッピング方式により伝送路を通して伝送し、前記伝送路を通して伝送された多波長光パルス列から波長多重パルスを復号する光符号多重通信に際して、前記伝送路を通して伝送させた前記多波長パルス列から前記波長多重パルスを復号する復号手段を有する復号装置であって、
前記伝送路を通して前記多波長パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差を補償する遅延時間差補償手段と、
前記伝送路を通して前記多波長パルス列を伝送する際に生じる前記多波長光パルス列の個々の光パルスの時間的広がりを補償する波長分散補償手段と
を有し、
前記復号手段は、それぞれが特定の反射波長を持ち、縦列接続された複数のブラッググレーティングを有し、
前記遅延時間差補償手段は、前記復号手段の複数のブラッググレーティングを、前記多波長光パルス列の個々の光パルス間の遅延時間差に基づいて決定された間隔で配列した構造を有し、
前記波長分散補償手段は、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する波長帯域の光を反射する反射率特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域内において波長が増加するほど反射光の遅延時間が減少する分散スロープを持つ群遅延時間特性と、前記多波長光パルス列の個々の光パルスに対応する各波長帯域の光の反射によって生じる各波長帯域の光の遅延時間が各波長帯域間で等しい特性とを有するサンプルドブラッググレーティングを含む
ことを特徴とする復号装置。