JP4706556B2 - 光多重通信システム及び遅延量調整方法 - Google Patents

光多重通信システム及び遅延量調整方法 Download PDF

Info

Publication number
JP4706556B2
JP4706556B2 JP2006142936A JP2006142936A JP4706556B2 JP 4706556 B2 JP4706556 B2 JP 4706556B2 JP 2006142936 A JP2006142936 A JP 2006142936A JP 2006142936 A JP2006142936 A JP 2006142936A JP 4706556 B2 JP4706556 B2 JP 4706556B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
optical
channel
signal
optical pulse
wavelength
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006142936A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007318234A (ja
Inventor
直樹 湊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Oki Electric Industry Co Ltd filed Critical Oki Electric Industry Co Ltd
Priority to JP2006142936A priority Critical patent/JP4706556B2/ja
Priority to CN200710087518.3A priority patent/CN101079679B/zh
Priority to US11/790,769 priority patent/US7702240B2/en
Publication of JP2007318234A publication Critical patent/JP2007318234A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4706556B2 publication Critical patent/JP4706556B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/005—Optical Code Multiplex
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04J—MULTIPLEX COMMUNICATION
    • H04J14/00—Optical multiplex systems
    • H04J14/08—Time-division multiplex systems

Description

この発明は、波長多重（WDM: Wavelength Division Multiplexing）送受信及び光符号分割多重（OCDM: Optical Code Division Multiplexing）送受信を共存させて実現できる、光多重通信システムに関する。
光ファイバ通信の高速化あるいは大容量化のために、一本の光ファイバ伝送路に複数チャンネル分の光パルス信号をまとめて伝送する、光多重通信技術が検討されている。光多重通信のための手段として、光パルス信号を構成する光パルスの波長によってチャンネルを識別するWDM、及び符号化された光パルス信号のパターンマッチングによってチャンネルを識別するOCDMが、それぞれ研究されている。
そこで、まず、図1、及び図2(A)から(G)を参照してOCDM装置の一例（例えば、非特許文献1及び特許文献１参照）について、その構成と機能について説明する。図1は、時間拡散波長ホッピングOCDMシステムの概略的ブロック構成図である。図2(A)から(G)は、時間拡散波長ホッピングOCDMシステム内の各所における信号の時間波形を示す図である。
このOCDMシステムは、送信部40と受信部60とが伝送路52で結合されて構成される。伝送路52は光ファイバである。図1は、説明が不必要に複雑となるのを避けるために、2チャンネルの送受信を想定した装置を示している。3チャンネル以上の送受信が可能である同種のOCDMシステムついても、チャンネル数を増やすだけで、同様に実現できることは、以下の説明から明らかである。
送信部40は、第1チャンネルの符号器44、第2チャンネルの符号器48及び合波器50を具えている。第1チャンネルの符号器44は、第1チャンネルの光パルス信号43を符号コード1で与えられる符号で符号化して第1チャンネルの符号化光パルス信号45として出力する。第1チャンネルの光パルス信号43は、第１チャンネルの信号生成器42から出力される。第2チャンネルの符号器48も同様に、第2チャンネルの光パルス信号47を符号コード2で与えられる符号で符号化して第2チャンネルの符号化光パルス信号49として出力する。第2チャンネルの光パルス信号47は、第2チャンネルの信号生成器46から出力される。
図2(A)及び(B)は、それぞれ第1及び第2チャンネルの光パルス信号の時間波形を示した図であり、それぞれの光パルス信号を構成する1つの光パルスを代表して示している。第1及び第2チャンネルの光パルス信号を構成する光パルスは、異なる波長λ1、λ2及びλ3の光成分を含んでいる。このことを示すために、便宜上、波長λ1、λ2及びλ3を識別する数字1、2及び3を囲む矩形を同一時間上に重ねて示してある。ここでは、異なる3種類の波長を含む光パルスから構成される光パルス信号を想定して説明する。しかし、一般的に光パルスに含まれる波長の種類は3種類に限らず、2種類でもまた、4種類以上含んでいる場合でも、以下の説明は同様に成立する。
光パルスが異なる波長λ1、λ2及びλ3等の光成分を含んでいるとは、この光パルスを波長軸上に分解して配列した場合に、中心波長がそれぞれλ1、λ2及びλ3等である光パルスに分光されることを意味する。また、複数の光成分を含んで構成されている光パルスを波長分解して得られる、単一波長光成分からなる光パルスを、以後チップパルスと呼ぶこともある。
以後、異なる波長成分を含む光パルスを、その波長成分の波長を示す識別数字を囲む矩形を同一時間上に重ねて示すものとする。また、図2(A)から(G)では、第1チャンネルの光パルスと第2チャンネルの光パルスを識別するために、第2チャンネルの光パルスにハッチングによって影をつけて示している。
図2(C)及び(D)は、それぞれ第1チャンネルの符号化光パルス信号45及び第2チャンネルの符号化光パルス信号49を、時間軸に対して示している。図2(C)に示すように、例えば、第1チャンネルの符号化光パルス信号45についてみると、第1チャンネルの光パルス信号43を構成する光パルスが符号器44によって、λ1、λ2及びλ3の中心波長を持つ光パルス（チップパルス）に分光されて、かつ時間軸上に時間拡散されて配置されている。また図2(D)に示すように、第2チャンネルの符号化光パルス信号49についても同様に、チップパルスに分光されて、かつ時間軸上に時間拡散されて配置されている。ただし、第1チャンネルの符号器に設定されている符号（コード1）と第2チャンネルの符号器に設定されている符号（コード2）とは異なる符号であるので、第1及び第2チャンネルの符号化光パルス信号の、時間軸上に配列されるそれぞれのチップパルスの位置は図2(C)及び(D)に示すように異なっている。
このように、この図1に示す装置の送信部40において行なわれる符号化は、光パルスを時間軸上に時間拡散し、かつ光パルスを構成するλ1、λ2及びλ3の中心波長を持つ光パルス（チップパルス）に分光されることによって符号化を行なう方法であるので、時間拡散波長ホッピング符号による符号化と呼ばれる。すなわち、第1及び第2チャンネルの光パルス信号43及び47に対して、それぞれ第1チャンネルの符号器44及び第2チャンネルの符号器48によって、時間拡散波長ホッピング符号による符号化が行なわれる。
図2(E)は、第1チャンネルの符号化光パルス信号45と第2チャンネルの符号化光パルス信号49とが、合波器50で多重された光符号分割多重信号51を示している。合波器50が複数チャンネルの光信号を多重する多重器としての機能を果たす。図2(C)に示すように、第1チャンネルの符号化光パルス信号45を構成するチップパルス列と第2チャンネルの符号化光パルス信号49を構成するチップパルス列とが同一の時間軸上に重ね合わせられている。
光符号分割多重信号51は、伝送路52を伝播して受信部60に送られる。受信部60は、分岐器62、第1チャンネルの復号器64及び第2チャンネルの復号器68を具えている。分岐器62は、光符号分割多重信号51を強度分割して一方を第1チャンネルの復号器64に分岐光符号分割多重信号63として供給し、もう一方を第2チャンネルの復号器68に分岐光符号分割多重信号67として供給する。
第1チャンネルの復号器64は、分岐光符号分割多重信号63を符号コード1で与えられる符号で復号化して第1チャンネルの光パルス信号65として再生して出力され、第1チャンネルの信号受信部67に入力する。光パルス信号65は、第1チャンネルの信号受信部67において、第1チャンネルの受信信号として認識される。
第2チャンネルの復号器68も同様に、分岐光符号分割多重信号67を符号コード2で与えられる符号で復号化して第2チャンネルの光パルス信号69として再生して出力され、第2チャンネルの信号受信部71に入力する。光パルス信号69は、第2チャンネルの信号受信部71において、第2チャンネルの受信信号として認識される。
受信部が具える復号器で再生された光パルス信号を、以後、復号化光パルス信号ということもある。
図2(F)及び(G)は、光符号分割多重信号51が受信部60に具えられた分岐器62によって第1及び第2チャンネルごとに強度分割されて、第1チャンネルの復号器64及び第2チャンネルの復号器68で復号化された復号化光パルス信号を、それぞれ第1及び第2チャンネルに対して示したものである。
まず、第1チャンネルの復号化光パルス信号65について説明する。図3(F)の第1チャンネルの時間軸に対する光強度を表す図では、第2チャンネルの光パルス信号から由来するチップパルスは波長を識別する数字を囲むハッチングによる影をつけた矩形で示されており、第1チャンネルの光パルス信号から由来するチップパルスは波長を識別する数字を囲む矩形に影が付けられていない。
第1チャンネルの光パルス信号から由来するチップパルスはコード1で与えられる符号で符号化されて生成されたチップパルスであるので、同じコード1で与えられる符号で復号化すれば、符号化時に与えられた時間遅延を丁度相殺して時間軸上で同一位置を占めるように各チップパルスは配置される。すなわち、自己相関波形として、元の光パルス信号が再生される。
図2(F)に示す、第1チャンネルの時間軸に対する光強度の時間波形を見ると、1、2及び3の数字を囲む影が付けられていない矩形が同一時間に重なっている。それに対して1、2及び3の数字を囲む影が付けられた矩形は、時間軸上の異なる位置に分散して配置された、相互相関波形として現れている。1、2及び3の数字を囲む影が付けられた矩形は、第2チャンネル由来のチップパルスであり、コード2で符号化された符号化光パルス信号を構成するチップパルスである。すなわち、第2チャンネル由来のチップパルスからなる符号化光パルス信号成分は、符号化と復号化とが異なる符号で実行されたために、符号化時に与えられた時間遅延が復号化時に相殺されず、再び時間拡散された相互相関波形として構成されている。
図2(G)の第2チャンネルの時間軸に対する光強度の時間波形は、上述と逆の関係になっている。すなわち、第2チャンネル由来のチップパルスが自己相関波形を形成しており、第1チャンネル由来のチップパルスが相互相関波形を形成している。これは、第2チャンネルに対しては、コード2で与えられる符号で符号化され、コード2で与えられる符号で復号化される構成となっているためである。
強度分割された光符号分割多重信号67については、コード2で与えられる符号で復号化されるので、光符号分割多重信号67に含まれるコード1で与えられる符号で符号化された第1チャンネル由来のチップパルスは、符号化時に与えられた時間遅延が復号化時に相殺されず、再び時間拡散された相互相関波形として構成されている。一方、光符号分割多重信号67に含まれるコード2で与えられる符号で符号化された第2チャンネル由来のチップパルスは、符号化時に与えられた時間遅延が復号化時に相殺され、自己相関波形として構成されている。
以上説明したように、第1チャンネルの復号化光パルス信号65及び第2チャンネルの復号化光パルス信号69は、それぞれ自己相関波形と相互相関波形との和として成り立っている。図2(F)及び(G)に示すように、自己相関波形と相互相関波形とではそのピーク強度が異なる（自己相関波形のピークの方が大きい）ので、波形のピーク値を、予め設定しておいた閾値との大小を判定する、いわゆる閾値判定を行うことによって、相互相関波形成分を除去すれば、自己相関波形成分のみが取り出せる。各チャンネルにおいて、それぞれ自己相関波形成分を抽出できれば、その自己相関波形は、再生されたそれぞれの光パルス信号であるので、この光パルス信号を電気信号に変換すれば、送信された情報を受け取ることができる。
符号化及び復号化の方法には、上述の時間拡散波長ホッピングによる方法の他に、単一波長の光を用いた光パルス信号を符号化する方法もある。この方式では、光パルス信号を構成する光パルスを、チップパルスに分解して夫々のチップパルスに位相差を与えて時間軸上に配列することによって符号化が行なわれる（例えば、非特許文献2参照。）。このような符号化は、時間拡散による符号化と呼ばれることもある。
符号化及び復号化を実現する手段の一例として、スーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（SSFBG: Super Structure Fiber Bragg Grating）が知られている。SSFBGは、単位ファイバブラッググレーティング（FBG: Fiber Bragg Grating）を導波方向に沿って直列に配置して構成される。各単位FBGからは特定の波長のブラッグ反射光が生成される。
図3(A)及び(B)を参照して、SSFBGによる符号器の構造及びその動作について説明する。図3(A)は、ブラッグ反射波長がそれぞれ、λ1、λ2、λ3である単位FBG1、単位FBG2及び単位FBG3が導波方向に沿って直列に配列されて構成されるSSFBGの概略的構成図である。図3(A)に示すように、λ1、λ2、λ3の3種類の波長を含む入射光をSSFBGに入射させると、各単位FBGから波長がλ1、λ2及びλ3のブラッグ反射光が入力端に向けて反射される。図3(B)は、SSFBGが形成された光ファイバのコアの実効屈折率分布を示してある。
単位FBG 1、単位FBG 2及び単位FBG 3の屈折率変調周期（「格子ピッチ」と呼ぶこともある。）は、図3(B)に示すように、それぞれΛ1、Λ2及びΛ3である。一般に、屈折率変調周期Λとブラッグ反射波長λとの間には、λ＝2nΛの関係がある。ここで、nはFBGの平均屈折率である。すなわち、単位FBGの格子ピッチΛを定めることにより、この単位FBGのブラッグ反射波長λが決定される。
ここで、一つの光ファイバに異なる格子ピッチをもつ複数の単位FBGを直列に配置すると、各単位FBGから格子ピッチに対応する波長の光（以後「ブラッグ反射光」ということもある。）が得られる。それぞれの単位FBGから反射されるブラッグ反射光は、その単位FBGが配置されている箇所に応じてそれぞれ異なる時間遅延をもって反射される。このことを利用するのが、SSFBGによる時間拡散波長ホッピングによる符号化である。
図4を参照して、SSFBGによる符号器の構成例を説明する。復号器も同様の構成であるので、ここでは符号器として説明する。図4に示す符号器は、SSFBG 10と光サーキュレータ18を具えて構成される。SSFBG 10は、単位FBG 1、単位FBG 2及び単位FBG 3を具えて構成されている。
符号化される光パルスは入力光として入力ポート14から光サーキュレータ18を介してSSFBG 10に入力される。SSFBG 10は、単位FBG 1、単位FBG 2及び単位FBG 3を具えているので、それぞれの単位FBGから反射される異なる波長のブラッグ反射光が反射される。これらのブラッグ反射光は、光サーキュレータ18を介して出力ポート16から、符号化光パルスとして出力される。
時間拡散波長ホッピングによる符号化を実現できる符号器としては、上述のSSFBG以外にもAWG（ArrayWaveguide Grating）と光遅延線を組み合わせて構成された手段も知られている（例えば、非特許文献3参照）。
受信側において復号化された光パルス信号から自己相関波形成分と相互相関波形成分とを分離して、自己相関波形成分を取り出す手法として、上述した閾値判定を利用する方法の他に、時間ゲートによる方法がある。時間ゲートによる方法とは、相互相関波形成分を自己相関波形成分と重ならないように時間調整をして、自己相関波形成分が通過する時間帯のみ信号を通過させる時間ゲート手段を用いる方法である。
時間ゲート手段として、電界吸収型光変調器（EA変調器：Electro-absorption Modulator）を利用する時間ゲートによる方法が知られている（例えば、非特許文献4参照）。すなわち、EA変調器の透過率を自己相関波形成分が通過する時間帯だけ大きくし、相互相関波形成分が通過する時間帯では小さく制御することで、時間ゲートを実現させる。このEA変調器の透過率の制御は、クロック信号が使われる。
また、時間ゲート手段として、SOA（Semiconductor Optical Amplifier）を利用する時間ゲートによる方法が知られている（例えば、非特許文献5参照）。この方法は、まず、モード同期半導体レーザを用いて復号化された信号の一部から光クロックを抽出する。その後、復号化された信号と光クロックとをSOAに入力し、SOAにおいて光クロックに同期させて四光波混合効果を発現させる。そして、光クロックに同期して発現する四光波混合効果によってSOA がON状態となる時間帯と重なる光パルスのみがSOAを透過できるようにすることで、時間ゲート手段が実現されている。
OCDMによる光通信システムの特長として、チャンネル数の増減に柔軟に対処できる点がある。OCDMによる光通信システムでは、復号化された光パルス信号から相互相関波形成分を除去して自己相関波形成分を抽出できる程度に、相互相関波形成分のピーク値と自己相関波形成分のピーク値の比の大きさが確保できれば、符号の種類を追加するだけでチャンネルの追加が行なえる。すなわち、光通信装置の、追加する以外のチャンネルに対する構成部分を変更することなく、新たに追加するチャンネルに対応する新たな符号を設定した符号部と復号部とを追加するだけで新たなチャンネルの追加を実現できる。
OCDMによる送受信は上述したような、一本の光ファイバ伝送路に複数チャンネル分の光パルス信号をまとめて伝送することが可能であるという、有利な特長を有している。
特開2000-209186号公報 N. Wada, et al., "Error-free transmission of 2-channel × 2.5 Gbit/s time-spread/wavelength-hop OCDM using fiber Bragg grating with supercontinuum light source", ECOC'99 (1999). P. C. Teh, et al. "Photon. Technol. Lett., vol. 14, No. 2, pp. 227-229, Feb. (2002). S. Yegnanarayanan, et al., "An incoherent wavelength hopping/time spreading code-division multiple access system", ECOC'99 (1999). 湊 直樹 他、信学技報OCS2003-34, pp. 49-54, 2003年5月. K. Kitayama et al., IEICE Trans. Fundamentals, vol. E82-A, No. 12, pp. 2616-2626, Dec. (1999).
従って、WDM送受信システムにOCDM送受信システムを並列して付加することによって、WDM送受信とOCDM送受信とを同時に共存させて実現できるシステムが実現できれば、送受信可能なチャンネル数を、更に増大させることが可能となる。しかしながら、単にWDM送受信システムにOCDM送受信を並列して付加するだけで、WDM送受信とOCDM送受信とを同時に共存させて実現できるシステムを実現させるには、既存のWDMによる光多重通信システムの波長帯域の変更が必要となる。
そこで、この発明の目的は、既存の光波長分割チャンネルの使用波長帯域を変更しないで、光符号分割チャンネルを追加して構成される、光波長分割チャンネルと光符号分割チャンネルとが共存する光多重通信システムを提供することにある。
上述の目的を達成するため、この発明の要旨によれば、以下の構成の光多重通信システムが提供される。この発明の光多重通信システムは、送信部の光波長分割チャンネル部に、波長分割光パルス信号を構成する光パルスに時間遅延を与える光遅延器を光波長分割チャンネルごとに具える通信システムである。この光遅延器は、波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、符号化光パルス信号を構成するこの光パルスの波長と同一波長であるチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延を与える。
より具体的には、この発明の光多重通信システムは、光波長分割チャンネルと光符号分割チャンネルとを共存させることが可能である光多重通信システムであって、送信部と受信部とを具えている。
ここで、光波長分割チャンネル及び光符号分割チャンネルとは、それぞれ光波長分割及び光符号分割によって送受信されるチャンネルを指すものとする。
送信部は、光符号分割チャンネル部と、光波長分割チャンネル部とを並列に具え、更に符号化光パルス信号と波長分割光パルス信号とを合波して光分割多重信号を生成する合波器とを具えている。光符号分割チャンネル部は、光符号分割チャンネルごとに相異なる時間拡散波長ホッピング符号を割り当てて各光符号分割チャンネルの光パルス信号を符号器によって符号化して符号化光パルス信号を生成する。光波長分割チャンネル部は、光波長分割チャンネルごとに相異なる波長を割り当てて波長分割光パルス信号を生成する。
受信部は、光分割多重信号を光符号分割多重受信信号と光波長分割多重受信信号とに分割する分波器を具え、光符号分割多重信号抽出部と、光波長分割多重信号抽出部とを並列に具えている。
光符号分割多重信号抽出部は、復号器と時間ゲート処理制御部とを具えている。復号器は、光符号分割多重受信信号に対して、光符号分割チャンネルごとに時間拡散波長ホッピング符号と同一の符号を用いて復号化して復号化光符号分割信号を生成する。時間ゲート処理制御部は、光符号分割チャンネルの光パルス信号を再生するための時間ゲート処理をするためのクロック信号を時間ゲート器に供給する。
光波長分割多重信号抽出部は、波長分波器と、閾値判定部と、クロック信号抽出部とを具えている。波長分波器は、光波長分割多重受信信号を波長分割して光波長分割チャンネルごとに各光波長分割チャンネルの光パルス信号成分を抽出する。各光波長分割チャンネルの光パルス信号成分に対して閾値判定をして各光波長分割チャンネルの光パルス信号を再生する。クロック信号抽出部は、何れか一つの光波長分割チャンネルの光パルス信号成分からクロック信号を抽出して、上述の時間ゲート処理制御部に供給する。
この発明の光多重通信システムの特徴は、波長分割チャンネル部において全てのチャンネルに光遅延器が具えられていることである。この光遅延器は、波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延を、波長分割光パルス信号を構成する光パルスに与える働きをする。
波長分割チャンネルのそれぞれに具えられている光遅延器に設定すべき遅延量は、次に示すステップを含む遅延量調整方法によって確定される。
（1）少なくともチャンネル数と同数の相異なる波長成分を含む試験光パルス列であって、時間軸上で試験光パルスが等間隔に並んで構成される当該試験光パルス列を生成して、この試験光パルス列を第1試験光パルス列と第2試験光パルス列とに2分割する第1ステップ、
（2）光符号分割チャンネル部及び光波長分割チャンネル部のそれぞれに、第1試験光パルス列及び第2試験光パルス列を入力する第2ステップ、
（3）光符号分割チャンネル部において第1試験光パルス列を符号化して符号化試験光パルス列として出力しつつ、光波長分割チャンネル部から第2試験光パルス列を出力する第3ステップ、
（4）光波長分割チャンネルごとに配置されたそれぞれの光遅延器ごとに、遅延量の調整を、以下に示す手順（a）及び（ｂ）に従って、光波長分割チャンネルに配置された全ての光遅延器に対して順次に行う第4ステップ。
（a）光遅延器が配置された光波長分割チャンネルに割り当てられた波長を透過するバンドパスフィルタによってフィルタリングされた符号化試験光パルス列と、この波長が割り当てられた光波長分割チャンネルの試験光パルス列とを同時に時間波形として観測しつつ、
（b）時間軸上で符号化試験光パルス列を構成するチップパルスと、このチップパルスと同一波長である波長が割り当てられた光波長分割チャンネルの試験光パルス列を構成する光パルスとが時間軸上で不一致となるように、時間遅延量を設定する。
上述の符号器及び復号器は、ファイバブラッググレーティングを具えた構成とするのが好適である。また、上述の閾値判定部が非線形ファイバループあるいは可飽和吸収体を具えた構成とするのが好適である。また、上述の時間ゲート処理部がクロック信号抽出部及び電界吸収型光変調器を具えた構成とするのが好適である。
この発明の光多重通信システムの特徴は、波長分割光パルス信号に時間遅延を与える光遅延器を光波長分割チャンネルごとに具えている点にある。このことによって、波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが重なり合うことがないようにすることが可能となる。各光遅延器に設定すべき遅延量は、具体的には、上述の第1から第4ステップを含んで構成される遅延量調整方法によって確定することができる。
光波長分割チャンネルの光パルス信号は、受信部において、それぞれのチャンネルに割り当てられた波長成分のみを分岐分離することによって、チャンネルごとに再生される。従って、光波長分割チャンネルに属する任意のチャンネルに混入する光符号分割チャンネル由来のチップパルス成分の強度は、光波長分割チャンネル数分の一となる。
すなわち、光波長分割チャンネルに属する任意のチャンネルに混入する光符号分割チャンネル由来のチップパルス成分の強度は、チャンネルごとに再生される光パルス信号を構成する光パルスの強度を超えることは決してない。そのため、光符号分割チャンネル由来のチップパルス成分の強度より大きな値を閾値として設定して、この閾値以下の強度の光パルス成分を除去する閾値処理を施すことによって、光波長分割チャンネルにおいて自チャンネルの受信信号のみを取り出すことが可能となる。
一方、光符号分割チャンネルに属する任意のチャンネルにおいては、後述するように、受信信号である自己相関波形のピーク強度と、光波長分割チャンネル由来の光パルスが等しくなる場合が起こり得る。そのため、上述の閾値処理によって自チャンネルの受信信号のみを取り出すことはできない。そこで、自己相関波形のピークのみを取り出すための時間ゲート処理を施すことが必要となる。
時間ゲート処理を施すためには、クロック信号が必要となるが、光波長分割チャンネルに属する任意のチャンネルの光信号成分からクロック信号を抽出することができる。原理的には、光符号分割チャンネルに属する任意のチャンネルの復号化光符号分割信号からも抽出可能ではあるが、復号器から出力される各チャンネルの復号化光符号分割信号に含まれる自己相関波形成分に対して雑音成分の割合が大きすぎるため、安定してクロック信号を抽出することが難しい。そこで、クロック信号は、光波長分割チャンネルに属する任意のチャンネルの光信号成分から抽出するのが好ましい。
光符号分割チャンネルに属する任意のチャンネルにおいて行われる時間ゲート処理によって、自己相関波形のピークのみを確実に取り出すためには、更なる条件を満たす必要がある。この条件とは、時間ゲート処理部において信号が通過状態（窓が開いた状態ということもある。）にあるときにのみ自己相関波形のピークがこの時間ゲート処理部を通過し、決して光波長分割チャンネル由来の光パルスが通過しないように、波長分割光パルス信号と符号化光パルス信号との時間軸上での相対位置を設定することである。
時間ゲート処理部の窓が開いた状態のときに光波長分割チャンネル由来の光パルスが通過しないという条件を満たすための具体的な手法の一つが、波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが一致しないように、波長分割光パルス信号と符号化光パルス信号との時間軸上での相対位置を設定することである。
波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが一致しない状態で、符号化光パルス信号と波長分割光パルス信号とを合波して送信すれば、受信部で復号化されて得られる光符号分割チャンネルの自己相関波形の時間軸上のピーク位置に、光波長分割チャンネル由来の光パルスが重なって現れることはない。
符号器及び復号器を、ファイバブラッググレーティングを具えた構成とすれば、光分割多重送受信装置の伝送路が光ファイバで構成されるので、光ファイバを利用して形成されるファイバブラッググレーティングは、接続するために便利な形態である。すなわち、符号器及び復号器を形成するには、後述するように光サーキュレータが利用されるので、この光サーキュレータとの接続に、ファイバブラッググレーティングは非常に便利である。
また、閾値判定部を、非線形ファイバループを具えた構成とすれば、非線形光学効果が利用されて閾値判定が行われるので、電気的な手法による閾値判定動作に比べて格段に高速に閾値判定動作が実行される。特に通信速度が高速化された場合に、電気的な手法によらず非線形光学効果を利用して閾値判定を行うことのメリットは大きい。また、閾値判定部を、可飽和吸収体を具えた構成とすれば、同様に、電気的な手法による閾値判定動作に比べて格段に高速に閾値判定動作が実行される。
可飽和吸収体を利用した閾値判定部は、光破壊及び機械的な破壊に対する耐性や耐水性を有し、長寿命であることが確かめられている。従って、可飽和吸収体を利用して構成される閾値判定部は、光多重送受信装置に用いて好適である。
以下、図を参照して、この発明の実施の形態につき説明する。なお、各図は、この発明に係る一構成例を示し、この発明が理解できる程度に各構成要素の断面形状や配置関係等を概略的に示しているに過ぎず、この発明を図示例に限定するものではない。また、以下の説明において、特定の材料および条件等を用いることがあるが、これら材料および条件は好適例の一つに過ぎず、したがって、何らこれらに限定されない。また、各図において同様の構成要素については、同一の番号を付して示し、その重複する説明を省略することもある。
＜実施の形態＞
図5を参照して、この発明の光多重通信システムについて説明する。図5は、この発明の光多重通信システムの概略的ブロック構成図である。この発明の光多重通信システムは、光符号分割チャンネル部84と光波長分割チャンネル部86とを共存させることが可能である光多重通信システムであって、送信部90と受信部110とを具えている。以後光波長分割チャンネルをWDMチャンネル、光符号分割チャンネルをOCDMチャンネルということもある。
図5に示す実施の形態では、OCDMチャンネル部84は、チャンネルC1及びチャンネルC2の全2チャンネル、WDMチャンネル部86は、チャンネルW1からチャンネルW4の全4チャンネルの構成である。以下の説明は、OCDMチャンネル部84及びWDMチャンネル部86が、図5に示す個数と異なる場合であっても同様に成立する。
送信部90は、光パルス列生成部80と、分岐器82とを具え、更に、OCDMチャンネル部84とWDMチャンネル部86とを並列に具えている。
光パルス列生成部80から、少なくともWDMチャンネル部86が具えるチャンネル数と同数の相異なる波長成分を波長軸上で含み、かつ時間軸上で等間隔に並ぶ光パルスの列である光パルス列81が生成され出力される。この光パルス列81は、分岐器82によって光強度分割されて、OCDMチャンネル部84のチャンネルC1及びチャンネルC2に供給されると共に、WDMチャンネル部86のチャンネルW1からチャンネルW4のそれぞれに供給される。
OCDMチャンネル部84は、OCDMチャンネルごと（チャンネルC1及びチャンネルC2ごと）に相異なる時間拡散波長ホッピング符号を割り当てて各OCDMチャンネルの光パルス信号を符号器によって符号化して符号化光パルス信号群85を生成する。
WDMチャンネル部86は、WDMチャンネルごと（チャンネルW1からチャンネルW4ごと）に相異なる波長を割り当てて波長分割光パルス信号群87を生成する。
送信部90は、更に、上述の符号化光パルス信号群85と波長分割光パルス信号群87とを合波して光分割多重信号89を生成する合波器88を具えており、合波器88から出力される光分割多重信号89は、伝送路92を伝播して受信部110に伝送される。
受信部110は、光分割多重信号89を光符号分割多重受信信号群95と光波長分割多重受信信号群97とに分割する分岐分波器94を具え、光符号分割多重信号抽出部96と、光波長分割多重信号抽出部98とを並列に具えている。また、受信部110は、光符号分割多重信号抽出部96において、時間ゲート処理を行うための時間ゲート処理制御部100を具えている。
時間ゲート処理制御部100は、クロック信号抽出部102、遅延器104及び遅延器106を具えている。遅延器104及び遅延器106は、それぞれチャンネルC1及びチャンネルC2の時間ゲート器に供給するクロック信号の位相を調整する。一般に、クロック信号の位相を調整するための遅延器は、OCDMチャンネルのそれぞれに設置する必要があり、OCDMチャンネルの数だけ必要である。
図6を参照して送信部90の構成についてより具体的に説明する。図6は、この発明の光多重通信システムの送信部の概略的ブロック構成図である。
まず、光パルス列生成部80について説明する。光パルス列生成部80は、光源群20、合波器22、強度変調器24、及び強度変調器24にクロック信号を供給するクロック信号発生器26を具えて構成される。ここではWDMチャンネル部86が4チャンネル構成であることから、光パルス列生成部80において、波長λ1、λ2、λ3及びλ4の相異なる4種類の波長を含み、時間軸上で等間隔に並ぶ光パルス列を生成する必要がある。
光源群20は、波長がそれぞれ相異なるλ1、λ2、λ3及びλ4の連続波光を発生する光源20-1、20-2、20-3及び20-4を具えている。光源20-1、20-2、20-3及び20-4から出力されるそれぞれの連続波光は合波器22で合波されて、波長λ1、λ2、λ3及びλ4を含む連続波光23として出力されて強度変調器24に入力される。強度変調器24には、クロック信号発生器26からクロック信号が供給され、このクロック信号によって、連続波光23が光パルス列81に変換されて出力される。
すなわち、光パルス列81を構成する光パルスは、波長λ1、λ2、λ3及びλ4の光を含んでいる。光パルスが波長λ1、λ2、λ3及びλ4の光を含んでいるとは、中心波長がそれぞれλ1、λ2、λ3及びλ4である光パルスが同一時間軸上に重ね合わさって存在する状態を意味する。
また、強度変調器24は、例えば、EA変調器を利用することができる。
光パルス列81は、分岐器82に入力されて光パルス列83-1、83-2及び83-3に分岐されて、それぞれチャンネルC1、チャンネルC2、及びWDMチャンネル部86が具える波長分波器36に入力される。
チャンネルC1は、強度変調器28、符号器32及びパワー調整器34を具えて構成される。OCDMチャンネル部84において、チャンネルごとに異なるのは、符号器に設定されている符号である。すなわち、この符号の相違によって各チャンネルが識別される。チャンネルC1によって送信される情報は、送信信号発生器30によって、2値デジタル電気信号として強度変調器28に供給される。強度変調器28は、チャンネルC1の送信情報である2値デジタル電気信号をRZ（Retuen to Zero）フォーマットされた光パルス信号に変換する機能を有している。強度変調器28としては、例えば、EA変調器を利用することができる。強度変調器28に入力された光パルス列83-1は、チャンネルC1の送信情報が反映された光パルス信号29として出力され、符号器32に入力される。
以後、光パルス信号との表現は、光パルス列を光変調して、電気パルス信号を光パルス信号に変換して得られる、2値デジタル電気信号を反映した光パルスの列を意味する場合のみに使用するものとする。一方、光パルス列との表現は、時間軸上で規則正しい一定の間隔（時間スロット）で並ぶ光パルスの総体を指すものとして用いる。
光パルス信号29は、符号器32に入力されて、時間拡散波長ホッピング符号化されて符号化光パルス信号33として出力される。符号器32にはチャンネルC1を識別するための符号が設定されており、この符号は、後述する受信部110における復号器70に設定されている符号と同一である。時間拡散波長ホッピング符号による符号化については、既に説明したので、同様の説明を繰り返さない。
符号器あるいは復号器としては上述したSSFBGが利用できる。具体的には、図4を参照して説明した符号器と同様の符号器あるいは復号器として利用できる。また、符号器あるいは復号器としてはSSFBGの他に、トランスバーサル型フィルタ構成の素子等も利用できるが、以後の説明ではSSFBGを利用して構成される符号器及び復号器を前提にして説明する。いずれにしても、上述したように符号器あるいは復号器としては図4に示すような光サーキュレータを利用して構成される符号器を利用する場合、この光サーキュレータに接続が容易なSSFBGは非常に便利である。
符号化光パルス信号33は、パワー調整器34に入力され、そのパワーを調整されて符号化光パルス信号35として出力される。このパワー調整器34は、チャンネルC2にも同様に設置される。符号化光パルス信号の強度がOCDMチャンネルごとに互いに大きく異なると、受信部110の復号器で復号化された復号化光パルス信号に含まれる相互相関波形成分が自己相関波形成分と同じ程度あるいは、それ以上になってしまう可能性がある。このようなことが起こると、時間ゲーティング処理において、自己相関波形成分のみを抽出する動作に支障が生じる可能性がある。すなわち、OCDMチャンネルのうち特定のチャンネルの強度が著しく小さい場合、時間ゲーティング処理によって抽出された自己相関波形成分が誤って雑音成分であると判定されてしまう可能性がある。
以上、チャンネルC1の構成につき説明したが、チャンネルC2には、光パルス列83-2が入力される点以外は、チャンネルC1と同様である。ただし、チャンネルC2の強度変調器にチャンネルC2の送信信号を供給する送信信号発生器は、図示を省略してある。
一方、WDMチャンネル部86は、波長分波器36、及びW1からW4のWDMチャンネルを具えて構成されている。光パルス列83-3は、WDMチャンネル部86の波長分波器36に入力される。光パルス列83-3は、波長λ1、λ2、λ3及びλ4の波長成分を含み、時間軸上で等間隔に並ぶ光パルスの列である。この光パルス列83-3が波長分波器36によって、各WDMチャンネルに異なる波長の光パルスが分配される。例えば、チャンネルW1に対しては、波長λ1の光パルス37が分配される。すなわち波長の相違によって各WDMチャンネルが識別される。波長分波器36及び後述する波長分波器76（図7参照）としては、例えば、AWG等の波長分離機能を持つ光学素子が利用できる。
強度変調器114は、チャンネルW1の送信情報である2値デジタル電気信号をRZフォーマットされた光パルス信号に変換する機能を有している。ただし、図6では、WDMチャンネル部86のそれぞれに設置される強度変調器に各WDMチャンネルの送信信号を供給する送信信号発生器は、図示を省略してある。強度変調器114は、チャンネルC1の強度変調器28と同様であるので、同様の説明を繰り返さない。強度変調器114に入力された光パルス37は、チャンネルW1の送信情報が反映された波長分割光パルス信号115として出力される。波長分割光パルス信号115の波長はλ1である。
光遅延器116は、詳細は後述するが、光遅延器116から出力される波長分割光パルス信号117を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である、OCDMチャンネルに由来する符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延を、波長分割光パルス信号115に与える働きをする。
波長分割光パルス信号117は、パワー調整器118に入力され、そのパワーを調整されて波長分割光パルス信号119として出力される。このパワー調整器118は、チャンネルW2からチャンネルW4にも、それぞれ同様に設置される。波長分割光パルス信号の強度がWDMチャンネルごとに互いに大きく異なると、受信部110の閾値判定器で閾値処理されて抽出されたWDMチャンネルの光パルス信号を誤って雑音成分であると判定されてしまう可能性が発生する。
以上、チャンネルW1の構成につき説明したが、チャンネルW2からチャンネルW4の構成についても同様であるので、重複する説明を省略する。
チャンネルC1の符号化光パルス信号35を含めて、OCDMチャンネル部84から出力される全チャンネルの符号化光パルス信号と、チャンネルW1の波長分割光パルス信号119を含めて、WDMチャンネル部86から出力される全チャンネルの波長分割光パルス信号とは、合波器88によって合波されて光分割多重信号89として生成されて出力される。そして、光分割多重信号89は、光ファイバで構成される伝送路92（図5参照）を伝播して、受信部110に送られる。
図7を参照して受信部110の構成についてより具体的に説明する。図7は、この発明の光多重通信システムの受信部の概略的ブロック構成図である。
受信部110は、分岐器101、光符号分割多重信号抽出部（以後、「OCDM信号抽出部」ということもある。）96及び光波長分割多重信号抽出部（以後、「WDM信号抽出部」ということもある。）98を具え、OCDM信号抽出部96とWDM信号抽出部98とが並列されて構成される。まず、OCDM信号抽出部96の構成を説明する。
OCDM信号抽出部96は、複数のOCDMチャンネル（ここでは、チャンネルC1及びチャンネルC2）が並列されて設置されている。ここでも、上述のOCDMチャンネル部84の説明と同様に、チャンネルC1を代表して説明する。
チャンネルC1は、復号器70、時間ゲート器72及び受信器74を具えて構成される。チャンネルごとに異なるのは、復号器に設定されている符号である。送信部90の各チャンネルに設置されている符号器と、受信部110の各チャンネルに設置される復号器とには、対応するチャンネルごとにそれぞれ等しい符号が設定される。
図5を参照してこの発明の光多重通信システムの概略について説明した際には、簡潔のために、分岐分波器94によって、光分割多重信号89が、光符号分割多重受信信号（以後、「OCDM受信信号」と略記することもある。）群95と、光波長分割多重受信信号（以後、「WDM受信信号」と略記することもある。）97と、に分割されると説明した。
しかしながら、詳細に説明すると、分岐分波器94は、分岐器101と波長分波器76とによって構成される。光分割多重信号89は、分岐器101によって、強度分割されて、強度分割信号101-1、101-2及び101-3に3分割される。そして更に、強度分割信号101-3は、波長分波器によって波長分割されて、波長分割信号76-1、76-2、76-3及び76-4に4分割される。強度分割信号101-1及び101-2が、図5を参照して説明したOCDM受信信号群95に相当し、波長分割信号76-1、76-2、76-3及び76-4が図5を参照して説明したWDM受信信号群97に相当する。
光分割多重信号89が、各OCDMチャンネルの符号化光パルス信号と各WDMチャンネルの波長分割光パルス信号とが合波器88で合波されて生成された信号であるから、この光分割多重信号89を分岐器101によって強度分割されて得られる、強度分割信号101-1、101-2及び101-3のいずれも、各OCDMチャンネルの符号化光パルス信号と各WDMチャンネルの波長分割光パルス信号とを等しく含む信号である。
OCDM信号抽出部96に供給されるOCDM受信信号群95のうちチャンネルC1に分配されるOCDM受信信号（強度分割信号101-1に相当する。）は、復号器70に入力されて、復号化光符号分割信号（以後、「復号化OCDM信号」と略記することもある。）71として復号化されて出力される。復号化OCDM信号71は、時間ゲート器72に入力されて、時間ゲート処理が施され、チャンネルC1の光パルス信号73として出力される。光パルス信号73は、受信器74に入力されて電気パルス信号74に変換され、チャンネルC1の受信信号として認識される。すなわち、送信部90から送信されたチャンネルC1の送信情報が、受信部110においてチャンネルC1の受信情報として受信される。
次に、WDM信号抽出部98に供給される強度分割信号101-3について説明する。ここでも、上記OCDM信号抽出部96の説明と同様に、チャンネルW1を代表して説明する。WDM信号抽出部98に供給される強度分割信号101-3は、波長分波器76に入力されて、各WDMチャンネルに対応する波長の光信号として分波されて、各チャンネルの閾値判定器に供給される。このうちチャンネルW1の閾値判定器108に供給される波長λ1の波長分割受信信号76-1は、閾値判定処理がなされて、チャンネルW1の光パルス信号109が抽出され、受信器112に入力されて電気パルス信号113に変換（O/E変換）されて、チャンネルW1の受信情報として受信される。すなわち、送信部90から送信されたチャンネルW1の送信情報が、受信部110においてチャンネルW1の受信情報として受信される。
また、電気パルス信号113は、第1電気信号分岐器120で強度分割されて、クロック信号抽出用信号121が取り出される。クロック信号抽出用信号121は、クロック信号抽出部102に入力されて電気クロック信号103が生成されて出力される。電気クロック信号103は、第2電気信号分岐器122で、電気クロック信号103-1及び103-2に2分岐される。
ここでは、何れか一つのWDMチャンネルの光パルス信号成分からクロック信号を抽出して時間ゲート処理制御部100に供給する構成として、受信器112から出力される電気パルス信号113から、クロック信号抽出部102によってクロック信号を抽出する例を示している。しかしながら、このような構成に限定されず、閾値判定器108から出力される光パルス信号109から光学的な手段で光クロック信号を抽出し、この光クロック信号を電気クロック信号に変換して電気クロック信号103として時間ゲート処理制御部100に供給する構成としてもよい。光パルス信号109から光クロック信号を抽出する方法は、光ファイバループあるいはモード同期レーザ等を利用した公知の方法を適宜利用することができる。
電気クロック信号103-1は、遅延器104に入力されて時間遅延が付加された電気クロック信号105として出力されて、チャンネルC1の時間ゲート器72に供給される。また、電気クロック信号103-2は、遅延器106に入力されて電気クロック信号103-1に対する遅延量とは異なる遅延量が付加された電気クロック信号107として出力されて、チャンネルC2の時間ゲート器78に供給される。
図8から図11を参照して、この発明の光多重通信システムにおける、光信号の伝送形態について説明する。図8から図11は、WDMチャンネル4チャンネル分の光パルス信号の時間波形及びOCDMチャンネル2チャンネル分の光パルス信号の時間波形を示した図であり、横軸は時間軸を示している。図8は、上段から下段に向かって順に、OCDMチャンネルのチャンネルC1、チャンネルC2、及びWDMチャンネルのチャンネルW1からチャンネルW4までの各チャンネルの光パルス信号を構成する光パルスのうちの1つの光パルスを、時間軸を揃えて示している。
また、図9から図11において縦方向に平行な破線の間隔は、1つの光パルスあるいはチップパルスが占める時間スロットを示している。すなわちこの破線の間隔に光パルスが1つあるいはチップパルスが1つ分配される。ここでは、WDMチャンネルを4チャンネル、OCDMチャンネルを2チャンネルとして説明するが、チャンネル数はこれに限らず、幾つであっても以下の説明は同様に成立する。
図8から図11において、OCDMチャンネルの光パルス信号を構成する光パルスは、λ1、λ2、λ3及びλ4の波長を含んで構成され、WDMチャンネルの光パルス信号は、それぞれのチャンネルがλ1、λ2、λ3及びλ4の波長の単独の波長で構成されている。このことを示すために、便宜上、波長λ1、λ2、λ3及びλ4を識別する数字1、2、3及び4を囲む矩形を同一時間上に重ねて示してある。ここでは、異なる4種類の波長を含む光パルスから構成される光パルス信号を想定して説明する。しかし、一般的に光パルスに含まれる波長の種類は4種類に限らず、幾つであっても以下の説明は同様に成立する。
また、図2(A)から(G)と同様に、異なる波長成分を含む光パルスを、その波長成分の波長を示す識別数字を囲む矩形を同一時間上に重ねて示すものとする。光パルス信号は、光パルス列が光変調されて、電気パルス信号が光パルス信号に変換されて得られた2値デジタル電気信号を反映した光パルスの列である。しかし、単一の光パルスの伝送形態が判明すれば、光パルス信号を構成する全ての光パルスに対して同様の伝送形態がとられるのであるから、光パルス信号の伝送形態を説明するためには、1つの光パルスの伝送形態を説明すれば十分である。以後の図8から図11を参照しての説明においては、この1つの光パルスを光パルス信号ということもある。
図8は、符号化前の時点での光パルスの時間波形を示す図である。すなわち、送信部90における、OCDMチャンネルの強度変調器（例えば、チャンネルC1については強度変調器28）及びWDMチャンネルの強度変調器（例えば、チャンネルW1については、強度変調器114）から出力される光パルス信号をを構成する光パルスを1つ代表して示している。例えば、図8において、チャンネルC1に示された光パルスは、光パルス信号29を構成する光パルスのうちの一つである。また、チャンネルW1に示された光パルスは、波長分割光パルス信号115を構成する光パルスのうちの一つである。
図9は、符号化光パルス信号及び波長分割光パルス信号の時間波形を示す図である。すなわち、チャンネルC1及びチャンネルC2として示す図は、チャンネルC1及びチャンネルC2の送信光パルス信号が符号化され符号化光パルス信号に変換された後、この送信光パルス信号を構成する光パルスが符号化されてチップパルスとして生成された場合のチップパルスの時間波形を示す。また、チャンネルW1からチャンネルW4として示す図は、各WDMチャンネルの波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間波形を示す。従ってチャンネルW1からチャンネルW4として示す図は、1つの光パルスが示されており、チャンネルW1からチャンネルW4の光パルスは、それぞれλ1、λ2、λ3及びλ4の波長の単独の波長で構成されている。図9において、ハッチングによる影を付した矩形も示してあるが、この影が付された矩形で示された光パルスについては、後述する光波長分割チャンネル部86が具える光遅延器の動作の説明を行う際に必要となる。
図9では、チャンネルC1及びチャンネルC2のチップパルスと、チャンネルW1からチャンネルW4の光パルスとの時間軸上での位置関係を、以下の説明の便宜上、以下の条件下で示している。すなわち、WDMチャンネルの光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長であるOCDMチャンネルのチップパルスの時間軸上での位置とが一致しない条件で、両者の位置関係が示されている。
図9に示すように、チャンネルC1とチャンネルC2のチップパルスの配列関係が異なるのは、これらのチップパルスの時間軸上での配列関係が、それぞれのチャンネルの符号器に設定されている符号によって決まるからである。すなわち、このチップパルスの配列関係の相違がチャンネルC1とチャンネルC2とを区別するための識別子となっている。
図9において、チャンネルW1からチャンネルW4の光パルス信号の強度を等しく描いてあるが、実際には各チャンネルの強度変調器の特性の相違等でこの強度は多少異なる。また、チャンネルC1及びチャンネルC2の変形符号化光パルス信号を構成するチップパルスの強度も、各チャンネルの符号器の特性の相違等から、多少異なる。
図10は、光分割多重信号の時間波形を示す図である。すなわち、OCDMチャンネル部84から出力される符号化光パルス信号群85と、WDMチャンネル86から出力される波長分割光パルス信号群87とが合波器88で合波されて生成された光分割多重信号89の時間波形を示す図である。符号化光パルス信号群85のそれぞれの符号化光パルス信号は、OCDMチャンネル部84が具えるパワー調整器（例えば、チャンネルC1が具えるパワー調整器34等）でチャンネルC1及びチャンネルC2の符号化光パルス信号を構成するチップパルスの強度が等しく調整される。また、波長分割光パルス信号群87のそれぞれの波長分割光パルス信号は、WDMチャンネル部86が具えるパワー調整器（例えば、チャンネルW1が具えるパワー調整器118等）でチャンネルW1からチャネルW4の波長分割光パルス信号の強度が等しく調整される。
光分割多重信号89は、符号化光パルス信号群85と波長分割光パルス信号群87とが合波されて生成された信号であるから、丁度図9に示すチャンネルC1及びチャンネルC2の符号化光パルス信号を構成するチップパルスと、チャンネルW1からチャンネルW4の光パルス信号とのそれぞれの時間波形を重ね合わせたものとなっている。
図11は、復号化光符号分割信号及び光波長分割チャンネルの光パルス信号の時間波形を示す図である。すなわち、図11は、チャンネルC1の復号化OCDM受信信号71、チャンネルC2の同様の復号化OCDM受信信号、及びチャンネルW1のWDM信号109、チャンネルW2からチャンネルW4の同様のWDM信号の時間波形を示している。
図11において、各チャンネルの時間波形の、ハッチングによる影を付して示された光パルスは、それぞれの再生受信信号を構成する光パルスである。すなわち、影を付して示してある光パルスが、受信部110において受信される受信情報を与える信号成分であり、それ以外の光パルス及びチップパルスは、雑音成分である。
OCDM信号抽出部96においては、時間ゲート処理によって、影を付して示してある光パルスのみを抽出する。時間ゲート処理によって信号成分だけを抽出する時間ゲート処理について、チャンネルC1を例にとって説明する。チャンネルC2についても、以下の説明は同様に成り立つ。
チャンネルC1の復号器70から出力される復号化OCDM受信信号71の時間波形が、図11の最上段に示されている。時間ゲート器72には、電気クロック信号105が供給されており、この電気クロック信号105によって、影を付して示してある光パルスが時間軸上で存在する時間スロットだけ時間ゲート器72の窓が開き、透過状態となる。影を付して示してある光パルスが時間軸上で存在する時間スロット以外の時間スロットは、時間ゲート器72の窓は閉じられる。そのため、時間ゲート器72からは、影を付して示してある光パルスのみが出力され、他の雑音成分は除去される。
図11に示すチャンネルC1及びチャンネルC2の時間波形を見ると、影を付して示してある受信情報を与える信号成分である光パルスと等しいかそれ以上の強度の光パルスが存在する。これらの光パルスは、WDMチャンネルに由来する光パルス成分であって、チャンネルC1及びチャンネルC2の受信情報を担った光パルスではない。すなわち、WDMチャンネルに由来する光パルス成分の強度が、影を付して示してある受信情報を与える信号成分の強度と等しいがそれ以上の強度を有しているために、閾値処理によっては受信情報を与える信号成分を抽出することが困難であることがわかる。このため、OCDM信号抽出部96においては、受信情報を与える信号成分を抽出するための手段として、時間ゲート処理が必要となる。
ここで、時間ゲート処理の具体的手順について、図7を参照して説明する。時間ゲート処理は、時間ゲート処理制御部100、及びOCDMチャンネルのそれぞれが具える時間ゲート器によって行われる。時間ゲート処理制御部100では、チャンネルW1のWDM信号109が電気信号に変換されることによって生成された電気パルス信号113の一部を分岐することによって、この分岐された電気パルス信号113の一部から、クロック信号抽出部102によってクロック信号103が抽出される。クロック信号抽出部102によって実行される、クロック信号抽出手法等については、公知の技術を適宜利用することが可能である。
クロック信号103は、第2電気信号分岐器122によって2分岐されて、一方は、チャンネルC1に位相が調整されたクロック信号を生成して出力する遅延器104に、もう一方は同じくチャンネルC2に位相が調整されたクロック信号を生成して出力する遅延器106に供給される。遅延器104及び遅延器106によって、それぞれチャンネルC1及びチャンネルC2の自己相関波形のピークパルスの時間軸上での位置と、クロック信号の電気パルスの時間軸上での位置とが合致するように、クロック信号の位相を調整することができる。これによって、図11に示すOCDMチャンネルの影を付して示す光パルスの時間軸上の位置において、時間ゲート器の窓が開いているように時間ゲート器を動作させることができる。
一般に、チャンネルC1及びチャンネルC2の自己相関波形のピークパルスの時間軸上の位置は、それぞれの時間ゲート器に復号化OCDM受信信号が到達するタイミングによって確定する。すなわち、このタイミング、すなわち、チャンネルC1及びチャンネルC2の自己相関波形のピークパルスの時間軸上の位置は、送信部90の分岐器82から出力される光パルス列83-1及び83-2の相互の位相関係、及びそれぞれが入力される強度変調器から受信部110のそれぞれの時間ゲート器に至るまでの光経路等によって決まる。従って、この発明の光多重通信システムの最終調整の段階で、遅延器104及び遅延器106に設定する時間遅延量を確定するのが合理的である。具体的には、光多重通信システムが装置として完成した段階で、チャンネルC1及びチャンネルC2によって擬似信号を送信させて、受信部でこの擬似信号が受信可能なように、遅延器104及び遅延器106の時間遅延量を調整してそれぞれ設定すればよい。
クロック信号の位相を調整するための遅延器は、OCDMチャンネルのそれぞれに設置する必要があり、OCDMチャンネルの数だけ必要である。ここでは、OCDMチャンネルはチャンネルC1とチャンネルC2の2チャンネルであるので、遅延器104及び遅延器106の2台の遅延器が必要となる。
また、上述した説明では、クロック信号を抽出するための電気パルス信号としてチャンネルW1の電気パルス信号113を用いたが、チャンネルW2からチャンネルW4のいずれのチャンネルの電気パルス信号を利用してもよい。ただし、クロック信号を抽出するための電気パルス信号を得るためのWDMチャンネル（ここではチャンネルW1）は、常に受信状態として駆動させておく必要がある。
一方、WDM信号抽出部98においては、受信情報を与える信号成分を抽出するための手段として、閾値処理が可能である。以下WDM信号抽出部98における受信情報の抽出について説明する。以下の説明では、チャンネルW1を例にとって説明することがあるが、この説明はチャンネルW2からチャンネルW4のいずれのチャンネルに対しても同様に成立する。
図11に示すチャンネルW1からチャンネルW4については、波長分波器76から出力された直後の光信号の時間波形を示している。すなわち、チャンネルW1を取り上げて説明すると、波長分割多重信号76-1の時間波形を示している。波長分割多重信号76-1には、上述したように、OCDMチャンネルに由来する光信号が、合波器88、伝送路92、分波器101及び波長分波器76を介して混入している。ただし、上述のOCDMチャンネルの場合と異なり、WDMチャンネルにおいて雑音成分であるOCDMチャンネルに由来する光信号の強度は、波長分割多重信号76-1から76−4を構成する光パルス（図11において、チャンネルW1からチャンネルW4の影を付して示す光パルス）の強度に比べて小さいことがわかる。
従って、チャンネルW1からチャンネルW4においては、波形のピーク値を、予めOCDMチャンネル由来のチップパルスの強度以上であって、波長分割多重信号76-1から76−4を構成する光パルスの強度以下に設定しておいた閾値との大小を判定する、いわゆる閾値判定を行うことによって、WDMチャンネルの光パルス成分のみが取り出せる。各WDMチャンネルにおいて、それぞれに割り当てられた波長の光パルスだけが抽出できれば、その光パルスは、再生されたそれぞれのWDMチャンネルの光パルス信号を構成する光パルスであるので、この各WDMチャンネルで抽出された光パルス信号を電気信号に変換すれば、送信された情報を受け取ることができる。
このような閾値処理を施すための閾値判定部の構成例は、既にいくつが知られている。以下、この閾値判定部の構成例について説明する。
＜閾値判定部＞
閾値判定部としての第1番目の例として、非線形光ファイバループを用いて構成する閾値判定部の例を説明する。非線形光ファイバループの構成及びその動作原理については、文献（Govind P.Agrawal著：「Nonlinear Fiber Optics」、第2版アカデミックプレス、1989年出版）に説明されている。また、非線形光ファイバループを用いて閾値処理をした例が文献（Ju Han Lee et al., "Reduction of Interchannel Interference Noise in a Two-Channel Grating-Based OCDMA System Using a Nonlinear Optical Loop Mirror", IEEE, Photonics Technology Letters, Vol. 13, No. 5, May 2001, pp. 529-531）に開示されている。いずれにしても、非線形光ファイバループを構成する光ファイバで発生する非線形光学効果によって、非線形光ファイバループを右回りに伝播する光と左回りに伝播する光との位相差が、この非線形光ファイバループに入力される信号の強度に依存することが利用されている。
非線形光ファイバループに入力される光は、方向性光結合器によって非線形光ファイバループを右回りに伝播する光と左回りに伝播する光とに分岐される。この分岐比を1対1からずらせて設定することによって、非線形光ファイバループを右回りに伝播する光と左回りに伝播する光との位相差を、入力光の強度に非線形に依存させることができる。これによって、非線形光ファイバループに入力される光が強い場合には、非線形光ファイバループから透過光として出力させ、反対に弱い時には反射光として出力させることができる。
雑音として除去される光成分は、その強度が弱いので、非線形光ファイバループから反射光として出力される。また、光信号成分は、その強度が強いので、非線形光ファイバループから透過光として出力される。このことを利用して透過光として得られる光信号成分のみを、非線形光ファイバループの透過光出力ポートから取り出すことができる。すなわち、非線形光ファイバループに入力される光に対して閾値処理を実行できる。
また、閾値判定部を、可飽和吸収体を用いて構成することもできる。可飽和吸収体を用いて構成される閾値判定素子の構成及びその動作原理については、文献（特開2003-248251号公報）に詳細に説明されている。この文献によれば、可飽和吸収体としてカーボンナノチューブが利用される。カーボンナノチューブは、光強度の2乗に比例してその吸収率が減少するという非線形光学特性を有していることが知られている。この性質を利用すれば、上述の非線形光ファイバループを利用した閾値判定素子と同様の動作を実現できる。
すなわち、可飽和吸収体に入力される光強度が強い場合には、可飽和吸収体は透明体となり、透過光を出力する。一方、可飽和吸収体に入力される光強度が弱い場合には、可飽和吸収体は不透明となり入力光が遮断される。
雑音として除去される光成分は、その強度が弱いので、可飽和吸収体で反射される。また、光信号成分は、その強度が強いので、可飽和吸収体を透過し、透過光として出力される。このことを利用して透過光として得られる光信号成分のみを、可飽和吸収体を利用して形成された閾値判定素子の透過光出力ポートから取り出すことができる。すなわち、可飽和吸収体に入力される光に対して閾値処理を実行できる。
＜光遅延器の遅延量設定方法＞
以上説明したように、この発明の光多重通信システムによれば、OCDM信号抽出部では時間ゲート処理によって、またWDM信号抽出部では閾値処理によって、それぞれのチャンネルの受信情報を与える信号成分を抽出することが可能である。しかしながら、OCDMによる送受信機能とWDMによる送受信機能とを並列して具えるこの発明の光多重通信システムにおいては、OCDM信号抽出部において時間ゲート処理によってもOCDMチャンネルの受信情報を与える信号成分を抽出することができない場合が生じる。以下、この場合の対処について説明する。
図9を参照した前述の説明においては、WDMチャンネルの光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長であるOCDMチャンネルのチップパルスの時間軸上での位置とが一致しないという条件を課した。そのため、図11に示すチャンネルC1及びチャンネルC2の影を付して示す光パルスの時間軸上の位置に、WDMチャンネル由来の光パルス成分が重なることがない。従って、この影を付して示す光パルスの時間軸上の位置において、時間ゲート器の窓が開いているように時間ゲート処理をすることで、OCDMチャンネルの受信情報を与える信号成分を抽出することができた。
しかしながら、図9のチャンネルW1に示すように、波長がλ1であるチャンネルW1の光パルスが、チャンネルC2のチップパルスであって波長がλ1であるチップパルスと、その時間軸上の位置が一致しているとすると、次のことが生じる。すなわち、チャンネルW1の光パルスは、前述の説明の場合とは時間スロットにして4スロット分時間軸上の位置がずれている。この時間軸上の一ずれの影響は、図11のチャンネルC2の時間波形に示すように、WDMチャンネルのチャンネルW1に由来する光パルス（図11でチャンネルC2の影をつけずに番号1が付して示されている矩形）が時間軸上で時間スロットにして4スロット分ずれるという効果として現れる。従って、図11のチャンネルC2に示す時間波形において、チャンネルC2の自己相関波形のピークとW1に由来する光パルスのピークとが、時間軸上で重なる。しかもこの光パルスの強度は、チャンネルC2の自己相関波形のピーク強度と等しいので、時間ゲート処理によっては、OCDMチャンネルの受信情報を与える信号成分であるのか、WDMチャンネル由来の光パルス成分であるのかの判別ができない。
同様に、図9のチャンネルW2に示すように、波長がλ2であるチャンネルW2の光パルスが、チャンネルC1のチップパルスであって波長がλ2であるチップパルスと、その時間軸上の位置が一致しているとすると、図11のチャンネルC1の時間波形に示すように、WDMチャンネルのチャンネルW2に由来する光パルス（図11でチャンネルC1の影をつけずに番号2が付して示されている矩形）が時間軸上で時間スロットにして4スロット分ずれるという効果として現れる。従って、図11のチャンネルC1に示す時間波形において、チャンネルC1の自己相関波形のピークとチャンネルW2に由来する光パルスのピークとが時間軸上で重なる。しかもこの光パルスの強度は、チャンネルC1の自己相関波形のピーク強度と等しいので、時間ゲート処理によっては、OCDMチャンネルの受信情報を与える信号成分であるのか、WDMチャンネル由来の光パルス成分であるのかの判別ができない。
図9において、波長がλ3であるチャンネルW3の光パルスが、チャンネルC2のチップパルスであって波長がλ3であるチップパルスと、その時間軸上の位置が一致している場合、図11のチャンネルC2の時間波形に示すように、チャンネルW3に由来する光パルス（図11でC2の影をつけずに番号3を付して示されている矩形が時間軸上で時間スロットにして10スロット分ずれるという効果として現れる。従って、図11のチャンネルC2に示す時間波形において、チャンネルC2のピークとチャンネルW3に由来する光パルスのピークとが時間軸上で重なる。しかもこの光パルスの強度は、チャンネルC2の自己相関波形のピーク強度と等しいので、時間ゲート処理によっては、OCDMチャンネルの受信情報を与える信号成分であるのか、WDMチャンネル由来の光パルス成分であるのかの判別ができない。
同様に、波長がλ4であるチャンネルW4の光パルスが、チャンネルC1のチップパルスであって波長がλ4であるチップパルスと、その時間軸上の位置が一致している場合についても、図11のチャンネルC1の時間波形に示すように、チャンネルW4に由来する光パルス（図11でC2の影をつけずに番号4を付して示されている矩形が時間軸上で時間スロットにして6スロット分ずれるという効果として現れる。従って、図11のチャンネルC1に示す時間波形において、チャンネルC1のピークとチャンネルW4に由来する光パルスのピークとが時間軸上で重なる。しかもこの光パルスの強度は、チャンネルC1の自己相関波形のピーク強度と等しいので、時間ゲート処理によっては、OCDMチャンネルの受信情報を与える信号成分であるのか、WDMチャンネル由来の光パルス成分であるのかの判別ができない。
そこで、WDMチャンネル部86が、波長分割光パルス信号119を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である符号化光パルス信号35を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延を、WDMチャンネル部86が具える光遅延器によって、WDMチャンネルを構成する各チャンネルの波長分割光パルス信号に付加する必要がある。
波長分割チャンネルのそれぞれに具えられている光遅延器に設定すべき、上記遅延量は、次に示すステップを含む遅延量調整方法によって確定される。
（1）少なくともチャンネル数と同数の相異なる波長成分を含む試験光パルス列であって、時間軸上で試験光パルスが等間隔に並んで構成される当該試験光パルス列を生成して、この試験光パルス列を第1試験光パルス列と第2試験光パルス列とに2分割する第1ステップ、
（2）光符号分割チャンネル部及び光波長分割チャンネル部のそれぞれに、第1試験光パルス列及び第2試験光パルス列を入力する第2ステップ、
（3）光符号分割チャンネル部において第1試験光パルス列を符号化して符号化試験光パルス列として出力しつつ、光波長分割チャンネル部から第2試験光パルス列を出力する第3ステップ、
（4）光波長分割チャンネルごとに配置されたそれぞれの光遅延器ごとに、遅延量の調整を、以下に示す手順（a）及び（ｂ）に従って、光波長分割チャンネルに配置された全ての光遅延器に対して順次に行う第4ステップ。
（a）光遅延器が配置された光波長分割チャンネルに割り当てられた波長を透過するバンドパスフィルタによってフィルタリングされた符号化試験光パルス列と、この波長が割り当てられた光波長分割チャンネルの試験光パルス列とを同時に時間波形として観測しつつ、
（b）時間軸上で符号化試験光パルス列を構成するチップパルスと、このチップパルスと同一波長である波長が割り当てられた光波長分割チャンネルの試験光パルス列を構成する光パルスとが時間軸上で不一致となるように、時間遅延量を設定する。
図12を参照して、上述の波長分割チャンネルのそれぞれに具えられている光遅延器に設定すべき遅延量の調整方法について、具体的に説明する。図12は、光遅延器の遅延量を設定する方法の説明に供する図である。遅延器に設定すべき遅延量の調整方法を実行するには、図12に示すように、送信部90が具える合波器88の出力段に分岐器130、光バンドパスフィルタ132及び光オシロスコープ134を付加することによって実行することが可能である。
光遅延器に設定すべき遅延量を調整する場合には、OCDMチャンネル及びWDMチャンネルの各チャンネルが具える強度変調器に、各チャンネルの送信信号を供給しない状態で行うのが好適である。すなわち、OCDMチャンネルのパワー調整器からは、単に光パルス列を符号化した符号化パルス列が出力されるようにし、かつWDMチャンネルのパワー調整器からは、各チャンネルに割り当てられた波長のみを含む光パルス列が出力されるようにして、送信部90の合波器88から出力される送信情報を含まない試験光分割多重信号を分岐器130で分岐して、試験光分割多重信号131として取り出す。
以下、波長分割チャンネルのそれぞれに具えられている光遅延器に設定すべき遅延量の調整方法の各ステップについて、上述した実施の形態の光多重通信システムに遅延量調整方法を適用する場合を想定して、順を追って説明する。
上述した実施の形態の光多重通信システムにおいては、WDMチャンネルは全部で4チャンネルであるので、4種類の相異なる波長成分を含む第1試験光パルス列及び第2試験光パルス列を生成する。もちろん5種類以上の相異なる波長成分を含む第1試験光パルス列及び第2試験光パルス列を生成してもよいが、具体的に光多重通信システムにおいて利用される光パルス列を第1試験光パルス列及び第2試験光パルス列として生成するのがよい。このステップは、光パルス列生成部80及び分岐器82において実行される。
ここではWDMチャンネル部86が4チャンネル構成であることから、光パルス列生成部80において、波長λ1、λ2、λ3及びλ4の相異なる4種類の波長を含み、時間軸上で等間隔に並ぶ試験光パルス列を生成する。この試験光パルス列は、既に図6を参照して説明したように、波長がそれぞれ相異なるλ1、λ2、λ3及びλ4の連続波光を発生する光源20-1、20-2、20-3及び20-4を具える光源群20、強度変調器24、クロック信号発生器26を具える光パルス列生成部80で生成される。
次に、OCDMチャンネル部84及びWDMチャンネル部86のそれぞれに、試験光パルス列83-1、83-2及び試験光パルス列83-3を入力する第2ステップを実行する。
強度変調器24から出力される試験光パルス列は、分岐器82に入力されて試験光パルス列83-1、83-2及び83-3に分岐されて、それぞれチャンネルC1、チャンネルC2、及びWDMチャンネル部86が具える波長分波器36に入力される。ここでは、試験光パルス列83-1及び83-2が第1試験光パルス列に相当し、試験光パルス列83-3が第2試験光パルス列に相当する。ここでは、この遅延量調整方法を実行する実施の形態の光多重通信システムに合わせて、第1試験光パルス列及び第2試験光パルス列の代わりにに、試験光パルス列83-1、83-2及び83-3ということもある。
続いて、OCDMチャンネル部84のチャンネルC1及びチャンネルC2において、それぞれ試験光パルス列83-1、83-2を符号化して符号化試験光パルス列として出力しつつ、WDMチャンネル部86から試験光パルス列83-3を出力する第3ステップを実行する。この発明の遅延量調整方法の実行中は、WDMチャンネル部86において入力される試験光パルス列83-3をそのまま強度変調せずにWDMチャンネル部86から出力されるので、WDMチャンネル部86から出力される第2試験光パルス列は、入力された試験光パルス列83-3と変わらず、ただパワー調整が施されているだけである。また、OCDMチャンネル部84から出力される試験光パルス列83-1、83-2が符号化された符号化試験光パルス列についてもパワー調整を施すのが好適である。
ここで、試験光パルス列83-1、83-2が符号化された符号化試験光パルス列と、試験光パルス列83-3とは合波器88で合波されて、送信情報を含まない試験光分割多重信号が出力される。この試験光分割多重信号を試験光分割多重信号131として分岐器130で分岐して取り出す。
次に、第4ステップを実行する。ここで、試験光分割多重信号131に対して、チャンネルW1に割り当てられた波長λ1だけを選択して透過させる光バンドパスフィルタ132でフィルタリングして波長λ1の成分だけを含む試験光分割多重信号133として出力させて、光オシロスコープ134で観測する。光オシロスコープ134では、試験光パルス列83-1、83-2が符号化された符号化試験光パルス列のチップパルスの内、波長がλ1であるチップ成分だけが観測される。また、同時にチャンネルW1に割り当てられた波長λ1のみの波長成分だけからなる光パルス列が観測される。
チャンネルW1に割り当てられた波長λ1のみの波長成分だけからなる光パルス列は、チャンネルW1に具えられた光遅延器116に設定される時間遅延量に応じてその時間軸上での位置が変化する。従って、光遅延器116に設定する時間遅延量を変化させながら、波長λ1の光パルスが、試験光パルス列83-1、83-2が符号化された符号化試験光パルス列のチップパルスの内、波長がλ1であるチップ成分のいずれのチップパルスとも重ならないという条件を満たす時間遅延量を選択する。光オシロスコープ134で観測される波長λ1の光パルスと、試験光パルス列83-1、83-2が符号化された符号化試験光パルス列のチップパルスとについては、光遅延器116に設定される時間遅延量を変化させることによって時間軸上を移動するのは、波長λ1の光パルスであることから両者を識別することは容易である。
以上、チャンネルW1の光遅延器116に設定する時間遅延量の設定方法を説明したが、チャンネルW2からチャンネルW4のいずれのチャンネルについても、順次同様に行うことができる。すなわち、チャンネルW2からチャンネルW4のそれぞれの光遅延器に設定する時間遅延量を確定するには、光バンドパスフィルタ132の透過波長を、それぞれλ2からλ4と順次変更していけばよい。
チャンネルW1からチャンネルW4のそれぞれの光遅延器に設定する時間遅延量が確定した段階で第4ステップが終了する。第1ステップから第4ステップまで終了すれば、WDMチャンネルの波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、この光パルスと同一波長である符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延が、それそれのWDMチャンネルの光遅延器に設定された光多重通信システムが完成する。
時間拡散波長ホッピングOCDMシステムの概略的ブロック構成図である。 時間拡散波長ホッピングOCDMシステム内の各所における信号の時間波形を示す図である。 SSFBGの概略的構成図である。 符号器及び復号器の概略的構成図である。 この発明の光多重通信システムの概略的ブロック構成図である。 この発明の光多重通信システムの送信部の概略的ブロック構成図である。 この発明の光多重通信システムの受信部の概略的ブロック構成図である。 符号化前の時点での光パルスの時間波形を示す図である。 符号化光パルス信号及び波長分割光パルス信号の時間波形を示す図である。 光分割多重信号の時間波形を示す図である。 復号化光符号分割信号及び光波長分割チャンネルの光パルス信号の時間波形を示す図である。 光遅延器の遅延量を設定する方法の説明に供する図である。
符号の説明
10：SSFBG
14：入力ポート
16：出力ポート
18：光サーキュレータ
20：光源群
24、28、114：強度変調器
26：クロック信号発生器
30：送信信号発生器
32、44、48：符号器
34、118：パワー調整器
36、76：波長分波器
40、90：送信部
42、46：信号生成器
22、50、88：合波器
52、92：伝送路
60、110：受信部
62、82、101、130：分岐器
64、68、70：復号器
72、78：時間ゲート器
74、112：受信器
80：光パルス列生成部
84：光符号分割チャンネル部
86：光波長分割チャンネル部
94：分岐分波器
96：光符号分割多重信号抽出部
98：光波長分割多重信号抽出部
100：時間ゲート処理制御部
102：クロック信号抽出部
104、106：遅延器
108：閾値判定器
116：光遅延器
120：第1電気信号分岐器
122：第2電気信号分岐器
132：光バンドパスフィルタ
134：光オシロスコープ

Claims (8)

  1. 送信側に、光符号分割チャンネルの光パルス信号を符号器によって符号化して符号化光パルス信号を生成する光符号分割チャンネル部と、波長分割光パルス信号を生成する光波長分割チャンネル部とを並列に有し、
    受信側に復号化光符号分割信号を生成する復号器を有する光符号分割多重信号抽出部と、各光波長分割チャンネルの光パルス信号成分を抽出する波長分波器を有する光波長分割多重信号抽出部とを並列に有し、
    前記光波長分割チャンネル部が、前記波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、該光パルスと同一波長である前記符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延を前記光パルスに与える、光遅延器を前記光波長分割チャンネルごとに具えることを特徴とする光多重通信システム。
  2. 光符号分割チャンネルごとに相異なる時間拡散波長ホッピング符号を割り当てて各光符号分割チャンネルの光パルス信号を符号器によって符号化して符号化光パルス信号を生成する光符号分割チャンネル部と、
    光波長分割チャンネルごとに相異なる波長を割り当てて波長分割光パルス信号を生成する光波長分割チャンネル部と
    を並列に具え、
    更に、前記符号化光パルス信号と前記波長分割光パルス信号とを合波して光分割多重信号を生成する合波器とを具えた送信部と、
    前記光分割多重信号を光符号分割多重受信信号と光波長分割多重受信信号とに分割する分波器を具え、
    前記光符号分割多重受信信号に対して、前記光符号分割チャンネルごとに前記時間拡散波長ホッピング符号と同一の符号を用いて復号化して復号化光符号分割信号を生成する復号器と、該復号化光符号分割信号から前記光パルス信号の自己相関波形成分のみを抽出し、光符号分割チャンネルの光パルス信号を再生する時間ゲート処理のためのクロック信号の遅延量を調整して時間ゲート器に供給する、時間ゲート処理制御部を具える光符号分割多重信号抽出部と、
    前記光波長分割多重受信信号を波長分割して光波長分割チャンネルごとに各光波長分割チャンネルの光パルス信号成分を抽出する波長分波器と、各光波長分割チャンネルの光パルス信号成分に対して閾値判定をして各光波長分割チャンネルの光パルス信号を再生する閾値判定器と、何れか一つの前記光波長分割チャンネルの光パルス信号成分から前記クロック信号を抽出して前記時間ゲート処理制御部に供給するクロック信号抽出部を具える光波長分割多重信号抽出部と
    を並列に具える受信部と
    を具える光多重通信システムであって、
    前記光波長分割チャンネル部が、前記波長分割光パルス信号を構成する光パルスの時間軸上での位置と、該光パルスと同一波長である前記符号化光パルス信号を構成するチップパルスの時間軸上での位置とが不一致となるために必要な時間遅延を前記光パルスに与える、光遅延器を前記光波長分割チャンネルごとに具えることを特徴とする光多重通信システム。
  3. 請求項1又は2に記載の光多重通信システムであって、
    前記符号器がファイバブラッググレーティングを具えて構成されていることを特徴とする光多重通信システム。
  4. 請求項1又は2に記載の光多重通信システムであって、
    前記復号器がファイバブラッググレーティングを具えて構成されていることを特徴とする光多重通信システム。
  5. 請求項1又は2に記載の光多重通信システムであって、
    前記閾値判定部が非線形ファイバループを具えて構成されていることを特徴とする光多重通信システム。
  6. 請求項1又は2に記載の光多重通信システムであって、
    前記閾値判定部が可飽和吸収体を具えて構成されていることを特徴とする光多重通信システム。
  7. 請求項1又は2に記載の光多重通信システムであって、
    前記時間ゲート処理部がクロック信号抽出部及び電界吸収型光変調器を具えて構成されていることを特徴とする光多重通信システム。
  8. 請求項1から7のいずれか一項に記載の光多重通信システムにおいて、前記光パルスの時間遅延量を調整するに当たり、
    少なくともチャンネル数と同数の相異なる波長成分を含む試験光パルス列であって、時間軸上で試験光パルスが等間隔に並んで構成される当該試験光パルス列を生成して、該試験光パルス列を第1試験光パルス列と第2試験光パルス列とに2分割するステップと、
    前記光符号分割チャンネル部及び前記光波長分割チャンネル部のそれぞれに、前記第1試験光パルス列及び前記第2試験光パルス列を入力するステップと、
    前記光符号分割チャンネル部において前記第1試験光パルス列を符号化して符号化試験光パルス列として出力しつつ、前記光波長分割チャンネル部から前記第2試験光パルス列を出力するステップと、
    前記光波長分割チャンネルごとに配置されたそれぞれの前記光遅延器ごとに、遅延量の調整を、以下に示す手順（a）及び（b）に従って、前記光波長分割チャンネルに配置された全ての光遅延器に対して順次に、
    （a）該光遅延器が配置された光波長分割チャンネルに割り当てられた波長を透過するバンドパスフィルタによってフィルタリングされた前記符号化試験光パルス列と、該波長が割り当てられた光波長分割チャンネルの試験光パルス列とを同時に時間波形として観測しつつ、
    （b）時間軸上で前記符号化試験光パルス列を構成するチップパルスと、該チップパルスと同一波長である前記波長が割り当てられた光波長分割チャンネルの試験光パルス列を構成する光パルスとが時間軸上で不一致となるように、時間遅延量を設定するステップと
    を含むことを特徴とする遅延量調整方法。
JP2006142936A 2006-05-23 2006-05-23 光多重通信システム及び遅延量調整方法 Expired - Fee Related JP4706556B2 (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006142936A JP4706556B2 (ja) 2006-05-23 2006-05-23 光多重通信システム及び遅延量調整方法
CN200710087518.3A CN101079679B (zh) 2006-05-23 2007-03-16 光复用通信系统和延迟量调整方法
US11/790,769 US7702240B2 (en) 2006-05-23 2007-04-27 Optical multiplex communication system and delay quantity adjustment method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006142936A JP4706556B2 (ja) 2006-05-23 2006-05-23 光多重通信システム及び遅延量調整方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007318234A JP2007318234A (ja) 2007-12-06
JP4706556B2 true JP4706556B2 (ja) 2011-06-22

Family

ID=38822107

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006142936A Expired - Fee Related JP4706556B2 (ja) 2006-05-23 2006-05-23 光多重通信システム及び遅延量調整方法

Country Status (3)

Country Link
US (1) US7702240B2 (ja)
JP (1) JP4706556B2 (ja)
CN (1) CN101079679B (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4561403B2 (ja) * 2005-02-25 2010-10-13 沖電気工業株式会社 光分割多重送受信方法及び光分割多重送受信装置
JP4706556B2 (ja) * 2006-05-23 2011-06-22 沖電気工業株式会社 光多重通信システム及び遅延量調整方法
JP4869326B2 (ja) * 2008-08-21 2012-02-08 三菱電機株式会社 通信システム
US8049966B2 (en) 2008-11-04 2011-11-01 Massachusetts Institute Of Technology External-cavity one-dimensional multi-wavelength beam combining of two-dimensional laser elements
JP2010200244A (ja) * 2009-02-27 2010-09-09 Oki Electric Ind Co Ltd 符号復号化方法、光パルス時間拡散装置、光分岐挿入装置及び光通信システム
EP2273708B1 (en) * 2009-06-30 2013-06-05 Alcatel Lucent System and method for transmitting optical signals
US8614853B2 (en) * 2010-03-09 2013-12-24 Massachusetts Institute Of Technology Two-dimensional wavelength-beam-combining of lasers using first-order grating stack
US8531761B2 (en) * 2010-05-27 2013-09-10 Massachusetts Institute Of Technology High peak power optical amplifier
US9620928B2 (en) 2010-07-16 2017-04-11 Massachusetts Institute Of Technology Continuous wave or ultrafast lasers
JP5095834B2 (ja) * 2011-03-14 2012-12-12 日本電信電話株式会社 光ｏｆｃｄｍ伝送システム
CN102135697A (zh) * 2011-03-15 2011-07-27 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 反射式全光纤光脉冲编码器
CN102546078B (zh) * 2011-12-31 2018-05-01 中兴通讯股份有限公司 一种超密集波分复用系统及方法
CN103023567B (zh) * 2012-11-21 2016-09-07 中兴通讯股份有限公司 一种可见光通信方法、装置和系统
CN103346470B (zh) * 2013-06-06 2015-08-19 中国人民解放军国防科学技术大学 一种脉冲泵浦的低重复频率光纤激光相干合成系统
US10637601B2 (en) 2014-11-10 2020-04-28 British Telecommunications Public Limited Company Communications network
EP3219034B1 (en) * 2014-11-10 2023-12-13 British Telecommunications public limited company Communications network
KR102232014B1 (ko) * 2015-08-28 2021-03-24 에스케이텔레콤 주식회사 프론트홀 제어장치 및 프론트홀 제어장치의 동작 방법과, 광파장 대역의 할당을 제어하기 위한 프로그램 및 그 프로그램이 기록된 컴퓨터 판독 가능 기록매체
CN110832295B (zh) * 2017-03-23 2021-09-07 香港大学 实时光学光谱-时间分析仪和方法
CN107017951B (zh) * 2017-03-31 2019-08-16 深圳大学 一种在wdm系统中对传输光信号进行安全防护的装置及方法
CN110677197B (zh) * 2019-09-25 2020-10-30 浙江工业大学 一种基于时间透镜的cdma编码系统
CN111817788B (zh) * 2020-06-23 2021-05-07 东北林业大学 自调节工作波长的光脉冲延时器

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000209186A (ja) * 1999-01-08 2000-07-28 Communication Research Laboratory Mpt 光符号分割多重通信方式
JP2003244101A (ja) * 2002-02-15 2003-08-29 Oki Electric Ind Co Ltd 光符号化方式及び光符号器
JP2006157204A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Oki Electric Ind Co Ltd 光符号分割多重送受信方法及び光符号分割多重送受信装置
JP2006238118A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Oki Electric Ind Co Ltd 光分割多重送受信方法及び光分割多重送受信装置
JP2006319843A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Oki Electric Ind Co Ltd 光パルス時間拡散装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19904940A1 (de) * 1999-02-06 2000-12-21 Sel Alcatel Ag Optisches Übertragungssystem sowie Sender und Empfänger
US7061657B1 (en) * 1999-10-12 2006-06-13 Futurewei Technologies, Inc. Multichannel optical communication system and method utilizing wavelength and coherence division multiplexing
JP4114715B2 (ja) 2002-02-25 2008-07-09 独立行政法人産業技術総合研究所 信号光の雑音低減装置及び信号光の雑音低減方法
US7212705B2 (en) * 2002-08-22 2007-05-01 Main Street Ventures, Llc All optical decoding systems for decoding optical encoded data symbols across multiple decoding layers
KR100848517B1 (ko) * 2002-11-20 2008-07-25 오끼 덴끼 고오교 가부시끼가이샤 광 신호 변환기, 광 부호기, 광 복호기, 및 광 부호 분할다중화 통신 장치
JP2005020459A (ja) * 2003-06-26 2005-01-20 Oki Electric Ind Co Ltd 光符号分割多重伝送方法及び光符号分割多重伝送装置
GB2420460B (en) * 2004-11-17 2009-04-08 Marconi Comm Ltd Monitoring of optical signals
JP4556819B2 (ja) * 2005-09-22 2010-10-06 沖電気工業株式会社 光符号分割多重受信装置及び当該光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法
JP4655904B2 (ja) * 2005-11-25 2011-03-23 沖電気工業株式会社 光符号分割多重送受信方法及び光符号分割多重送受信装置
JP4706556B2 (ja) * 2006-05-23 2011-06-22 沖電気工業株式会社 光多重通信システム及び遅延量調整方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000209186A (ja) * 1999-01-08 2000-07-28 Communication Research Laboratory Mpt 光符号分割多重通信方式
JP2003244101A (ja) * 2002-02-15 2003-08-29 Oki Electric Ind Co Ltd 光符号化方式及び光符号器
JP2006157204A (ja) * 2004-11-26 2006-06-15 Oki Electric Ind Co Ltd 光符号分割多重送受信方法及び光符号分割多重送受信装置
JP2006238118A (ja) * 2005-02-25 2006-09-07 Oki Electric Ind Co Ltd 光分割多重送受信方法及び光分割多重送受信装置
JP2006319843A (ja) * 2005-05-16 2006-11-24 Oki Electric Ind Co Ltd 光パルス時間拡散装置

Also Published As

Publication number Publication date
US7702240B2 (en) 2010-04-20
CN101079679B (zh) 2012-11-28
US20070286603A1 (en) 2007-12-13
JP2007318234A (ja) 2007-12-06
CN101079679A (zh) 2007-11-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4706556B2 (ja) 光多重通信システム及び遅延量調整方法
JP4561403B2 (ja) 光分割多重送受信方法及び光分割多重送受信装置
JP4525314B2 (ja) 光符号分割多重送受信方法及び光符号分割多重送受信装置
US7747170B2 (en) Optical code division multiplexing transmission/reception method and optical code division multiplexing transmission/reception device
Grunet-Jepsen et al. Demonstration of all-fiber sparse lightwave CDMA based on temporal phase encoding
JP4556764B2 (ja) 光パルス時間拡散装置
US8559820B2 (en) Optical communication system, optical transmitter, optical receiver and methods, and correlators used therefor
US7983561B2 (en) Optical pulse time spreading device
JP3038378B1 (ja) 光符号分割多重通信方式
JP4556819B2 (ja) 光符号分割多重受信装置及び当該光符号分割多重受信装置における時間ゲート処理方法
JP4556780B2 (ja) 光導波路装置及び光符号分割多重通信システム
US8200089B2 (en) Optical pulse time spreading apparatus and optical multiplex transmitting system with multiplexed channels and S/N ratio increased
JP4622785B2 (ja) 光符号分割多重送信装置
JP5228646B2 (ja) 光パルス時間拡散器
JP4924900B2 (ja) 光符号分割多元接続を用いたｐｏｎ光通信システム
JP2011199759A (ja) 光信号分割多重装置、光信号分割多重伝送システム、光信号分割多重方法、及び光信号分割多重伝送方法
JPS6150123A (ja) 波長変換回路

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20081218

RD03 Notification of appointment of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423

Effective date: 20101217

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20110114

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20110215

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20110228

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140325

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140325

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees