WO2010002041A1 - 光通信システム，光送信機，光受信機および方法ならびにこれらで用いる光相関器 - Google Patents

光通信システム，光送信機，光受信機および方法ならびにこれらで用いる光相関器 Download PDF

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雅典 塙
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    • H04J14/02—Wavelength-division multiplex systems

Definitions

  • optical communication systems using optical split multiplexing (p code vs on ex ng) () or split multiple (p. Code vs on pe. Ess) D) Communication and communications, and the optical correlation used in them.
  • the number 3 is also shown as being used as the D number in 3.
  • Reference 4 a computer search for converting the ada signal to obtain the ada signal is reported, but since the signal cannot be obtained, important information such as the maximum mutual value that can be obtained. It is difficult to obtain In addition, it becomes difficult to finish the search within the polynomial as the length of the time needed to be solved by the discovery am increases.
  • the purpose of this is to make it possible to reduce interference in the communication equipment.
  • the optical communication system includes a receiver and an optical receiver.
  • the element of N columns represented by rows or rows of NXN whose elements of n columns are ex 27 () n) N (has) is allocated.
  • the receiver transmits an optical signal to be transmitted by allocating the elemental code of N, which is represented by the NXN direction-shifted row whose elements of the mn column are exp 2 (m () N (is).
  • the communication system includes N optical transmitters and up to N optical transmitters, and the correlation of the transmitters is divided into the same, but the correlation of the transmitters is divided by the correlation of the corresponding transmitters. Is assigned.
  • the same signal used to transmit the signal at the receiver is divided and a self-signal is obtained at the receiver, and the signal transmitted at the receiver is very weakly correlated. Therefore, even if the signals are multiplexed and transmitted, the data transmitted from the transmitter that supports only the specified transmitter is (de). In this way, optical communication using the or D method is realized.
  • the receiver according to this statement includes the correlation, and this correlation, the element of N of the simplex represented by one of the rows of the NXN matrix whose elements of n columns are exp 2 (1) (n) N N is generated from the wave that represents the signal to be transmitted and is determined by the signal between the N light waves that are in contact with each other on the axis. This sends the signal to be transmitted.
  • N is an array of N light beams, and the state is represented by the angle corresponding to the element angle of the elemental signal assigned to the optical device.
  • the receiver according to this theory includes the optical correlation.
  • a signal representing a correlation is output compared to a case where a signal representing a strong self-relation is not output.
  • the receiver further photoelectrically converts the optical correlation signal output from the correlator and outputs an electric signal.
  • NXN elements that generate N light waves from the wave that represents the signal to be transmitted and that have n columns of elements exp 2 (where n N is) between those N light waves that touch on the axis.
  • An optical correlation constructed to produce a determined by an N-element simple sign represented by one of the rows of the matrix It is provided.
  • the correlator described above can be realized by using the generalized flag-gutin as shown below. That is, this optical correlation is provided, and the elements of this correlation n column are exp 27E () n) N (is, and the element of N is represented by the row of the NXN matrix shift. There are a number of laggings arranged in series at regular intervals in the waveguide, and the lengths of these laggings are adjusted according to the width of the above-mentioned laggings. Of the reflected light wave
  • the realization ratguin is the realization raigutti.
  • the waveguides of the present plug-guty can be either wy or waveguides.
  • the wave or Bragg length can be changed to a desired value.
  • the replacement of the number, The length difference of other parallel waveguides with N parallel waveguides NX and N-tree parallel waveguides as reference is the difference between the lengths of the other elements of the desired signal.
  • This system also provides optical communications for communication systems and communications equipment. In addition, it provides a replacement method for this correlation.
  • This alternative method has a number of laggings arranged in series at regular intervals in the waveguide, and the elements of these Bragg-Guty T columns are exp (2 m)) N) ( J is adjusted in accordance with the width of the N-element direct signal, which is a NXN matrix of), and the light wave reflected by the adjacent bragg tin is matched to that of the above-mentioned direct signal.
  • the optical correlation provided is used to change the length of the light wave or Bragg reflected by the Bragg Gutin that is in contact with the whole or part of the waveguide part of the Bragg Guting waveguide.
  • the figure shows the complex signal (4), B shows the complex plane, and C shows the complex signal.
  • Figure 2 shows another example of complex signal (8).
  • Fig. 3 is a block diagram showing a communication system using the optical split multiplexing method or the split multiple connection method.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the sampled tie-bragging (S BG).
  • FIG. 5 shows the output of S G.
  • Fig. 7A shows the results when using the two-phase Ada signal described above
  • Fig. 7B shows the results when using the complex signal.
  • the SBG spectrum corresponding to 4 in the prime code of 4 is based on the result of the calculation of the session.
  • Figure 9 schematically shows the formation of general-purpose correlations.
  • Figure 2 shows the construction of a receiver that can reduce interference.
  • Figure 2 shows the key to the self-reciprocal wavenumber bandwidth at 16. Good for carrying out Ming
  • Fig. 2 shows an example of a square matrix that gives a simple signal with a combination of 8 (this is given by Eq. (3).
  • Fig. 3 shows an example of a communication system using the above.
  • N Data can be received between the maximum number of receivers. That is, is For c and ⁇ c (signals (data) sent in C), the reception is performed (decode) with the corresponding complex signal (data) and the data is extracted. The overlapped signals can be separated into each by the nature of the straight signal.
  • the diode (the) 5 has a very narrow width that returns at regular intervals from the diode (the) 5.
  • This series of light sources is intensity-modulated by the data transmitted in () (integer jitter) 6.
  • data modulation For example, phase modulation (PSK) can be performed.
  • PSK phase modulation
  • the degree-modulated 6 signal is transmitted (using the direct c assigned to it in the optical correlation described below).
  • optical signals input from the transmitters 3 to 3N are multiplexed by the inner 30 and sent to the network 50.
  • the multiplexed signal is split into the same signal by the multiplexed optical signal washer 40 that arrives via the network 50, and is input to the receiver 4.
  • the receiver 4 includes the optical correlation (decoder 20) described above, and each of the complex constants c is assigned to the decoder 20.
  • the optical signal input to the receiver 4 is dead () using the straight line assigned to it in the da 20. Therefore, even if the signals can be multiplexed, in a certain receiver 4, only the optical signal sent by the receiver 3 using the same c received by the receiver 4 is high. Low reciprocity for optical signals obtained by other optical devices Therefore, only the optical signal transmitted from the corresponding specific receiver 3 is extracted.
  • the multiplex signal generated by the direct signal outside the element assigned to the transmitter 4 can be reduced at the counter 50.
  • the wave number of the air filter 26 is equal to or higher than the repetitive wave number of the S-sequence input to the receiver 3 0 (correlation), and is determined between adjacent BG incident light waves determined by the SG-to-SG contact BG described later.
  • the frequency needs to be adjusted sufficiently lower than the frequency given by the number of S.
  • FIG. 4 shows a schematic representation of the sampled F be B ag ng S BG used in the optical correlation in the above-mentioned ND0 or DER20. Corresponds to the element number of 4.
  • Phi-Bragg Gutting is a Phi-type chair in which a diffractor is formed by applying a periodic bending ratio ( If you put light into this fiber,
  • S BG has several BGs in it, 2 Placed in a row (in the direction of ⁇ ) with a gap between them. Since S BG shown in Fig. 4 corresponds to that of the simple code, a G of 4 is provided. These 4 G's are designated as the light input and output ends (from the left end of Fig. 4). BGBG 2 BG 3 BG 4 In this case, simply BG or BG ⁇ 4). Sub BG is 4) between 2 BG G () in contact (G s is between S (3) and 2 G to BG () (between () ( ⁇ 3) ( ) R of BG. These, S (R is collectively called s R).
  • Figure 5 shows the correlation of the symbol 4.
  • S B there are three kits that extract light from S G while guiding light to S B G.
  • the width of the space for the pot P of the sakita 2 is preferably equal to the time S of the reflected light sequence determined by (5).
  • R of G of S B G is very small as described above, it can be adjusted to represent that in the simple code (shown in the figure) represented by (2) for a short path.
  • Another method of adjustment is to set the BG high (R 2 ⁇ R 3 ⁇ R 4 o
  • the incident wave () of 2 (represented by A 2 A etc. in Fig. 4)
  • the Bragg represented by (6). 4 4 O or a positive multiple of.
  • Fig. 6 shows the relationship between the four rows output from SBG.
  • the line indicated by the line is the black line, and this line is shown only in each case.
  • the wave number is drawn with a long (long) length. It is. It should be understood that there is 0, 2 3 2 between each G corresponding to.
  • the C diagram expresses, A and A corresponding to each in the form of a tox.
  • the transmitter 3 In the optical correlation signal output from the phase in the transmitter 0 provided in the transmitter 3 (shown in Fig. 5), the transmitter 3 (
  • a signal indicating that the phase in the receiver 20 provided in the receiver 4 (shown in FIG. 5) is generated by the receiver 41 that generates the optical correlation (signal) is shown in the optical transmitter 2. This will be output from port P3.
  • optical signals extracted from the sakita 2 are the same if they are different from each other if the correlation SB of the receiver's data at the receiver is the same, but the difference is different.
  • Fig. 7A shows the correlation in number 4 of the two-phase Ada series.
  • the shape of can be roughly divided into two types, but a high peak can be seen in the 3 4 4 3 column combination.
  • Fig. 8 to Fig. 8 show S's skates with the reflected light wave length adjusted so as to correspond to the four-element direct code 4 (the light has a long length of cloth at the end) It represents.
  • the unit is ad s (radius), which is the amount of wavelength shift with respect to the center length in dB (dec) and expressed as a phase normalized by the length.
  • the spectrum of 4 shown in these figures has an interval of 2 ad s and a valley of reflectivity at 0 ⁇ 5 ad s ⁇ 0 ad s ⁇ 5 ad s with respect to that interval. .
  • the bandwidth that can be correlated for split multiplexing is ad s, and the bandwidth of the S signal that is converted to SBG via the sakita must be equal to or greater than this.
  • phase corresponding to the same is generated in the transmitter corresponding to the correlation S BG of the transmitter 3 and the transmitter 4. This can be done by the external irradiation power of the dense adjustment section between the sub-BGs between the recording light waves.
  • Figure 9 shows the optical correlation that can be set by all of the above. Applicable to this correlation and deda method.
  • an electric element 3 for controlling the () of the light wave between adjacent Gs.
  • This element 3 heats or cools the body of SBG. That is, the electric element 3 is arranged in contact with S B, and the S BG degree is adjusted by the amount of current applied to the electric element 13.
  • Figure 0 to Figure 0D are for the 4 prime code.
  • the distance between the reflected light waves is adjusted so as to correspond to,, and the length of the lag is adjusted by the thermoelectric element. This is the calculation shown in Fig. 8 to Fig. 8 in Fig. 0A. .
  • the BG's lag length is adjusted by the same length, so the reflection spectrum corresponding to c moves to the longer wavelength side.
  • Changing the length of the lag can also be realized by using electrical elements.
  • the replacement of the direct symbol can also be achieved by adjusting the power of the G section between the BG light waves.
  • the light of the wavelength that excites the ions of the fiber is passed through the wave coupler.
  • Fig. 11 specifically shows the configuration of the receiver shown in Fig. 3.
  • the correlation shown in Fig. 9 is used. Extracted from this correlator.
  • the optical correlation signal obtained by the conversion of the optical correlation signal by the light 25 is passed through the electric filter 26, and the multiplexing performed by the direct signal other than the element assigned to the correlation. The number can be reduced ().
  • the figure shows the composition of the optical split multiplexing method.
  • Fig. 2 shows the calculation of the negative for the wavenumber bandwidth of the normal () and normal () in the prime signal of 6.
  • the repetition frequency of the string input to the correlation is Hz.
  • the time S determined by the sub-BG S is 50 ps, and the frequency given by that number is 20 Hz.
  • the line onions are approximately summed in Hz, whereas the line
  • the Bragg-Gutti is formed in the inside of the phi, but the Bragg-Gutti formed in the waveguide can be replaced with SBG.
  • the SBG sagitator 2 has an X unit and two parallel waveguide X units, and the parallel delay time of the other parallel waveguides with respect to the other of the two parallel waveguides is the desired It is also possible to use optical correlation that is adjusted so that the phase output from the waveguide corresponds to the difference between other channels and the phase output from the waveguide corresponds to that of the desired signal.

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  • Signal Processing (AREA)
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Abstract

　この発明における複素直交符号は，第ｍ行第ｎ列の要素がｅｘｐ（２πｊ（ｍ－１）（ｎ－１）/Ｎ）（ｊは虚数単位）であるＮ行Ｎ列の正方行列の各行を符号語とする複素直交符号である。光符号分割多重通信／光符号分割多元接続（ＯＣＤＭ/ＯＣＤＭＡ）用光直交符号は，上記符号要素の偏角（位相）と対応したＮ個の光パルスの列で実現される。光送信機または光受信機は，光導波路内に一定間隔で直列に配置された複数のブラッグ・グレーティングを有する標本化ブラッグ・グレーティングを備えた光相関器を含み，この光相関器に上記符号語のいずれかが割当てられている。光送信機において，送信すべき光信号は上記光相関器でエンコードされる。光受信機において，受信光信号は上記光相関器でデコードされ，受信光信号をエンコードした符号語と当該光受信機に割当てられた符号語とが一致した場合にのみ高い自己相関出力が得られる。

Description

通信システム 信機 信機および方法な
らびにこれらで用 る光相関 術分野
この ， 通信システムに関 し 特に光 割多重 ( p ca ode v s on ex ng) ( ) 式または 割多元 ( p 。 Code v s on p e 。。ess) D ) 式 を用 た光通信システム そ ための 信機および 信機 通信 ， および ならびにそれらで用 る光相関 に関する。
割多重 割多元 続では 号 性を利用して 多重 続を実現する。 これらの 式では 号が一種の して機能し 号によ て された 同じ 号によ て れた場合に得られる 自己 号によ てのみ 能で， なる 号で された場合に得られる相互 号では受信 可 能 なる。 この 電気通信にお ては携帯電話 用の多 続方式 して広 用されて る。
， ファイ システムに上記の 割多重 割 多元 術を適用した 割多重 ( ) 割多元 ( ) 術の 究開発が近年盛んに行われて る。 では 光学的 術が用 られる こ が多 ， 学的 理に適し た 号が求められる。 D でも， 気通信で一般に用 られ て る の の ０ ) で 号を表現する ド アダ 号が使用されて る。 し し ド 号 で相互 (すなわち 続時の ら ) を低減するには を長 と る必要がある。 また アダ 号 では相互 号のサイ ド ブが低減できな 合 が存在し す ての を同期さ た同期 D にし 用でき な 。 これらの 題の 決を目指し の の
( 2 ， 3 2 で 号を表現する 号の 用が 検討されて る。 た えば次の文献を参照。
・ P・ Teh bsen H Lee P e o o os D J cha dso De ons a on O a Fo han e D D Sys em Us ng 255 Ch p 32０ ch s ua e n a y Phase od n a ngs" EEE PH T N S TE N L LET E Vo 4 o 2 2００2
2・ H o obayash h o K aya a " b s Hz 6 4 Tb s P K ０ D D (4０ X 4０ X4０ b s) T ans ss on Expe men Us ng p ca Hea d Th esho d ng EEE PH T N TE N L LETTE vo 4 no 2 2００2
3・ Boz as Ha o s and P Kuma 4 phase Seq ences h ea o u Co e a on P o e es " EEE T ans o m heo y Vo 38 Pp ０ 3 ay 992
4・ L・ T an J ebe y B J ysock T・ ysock T a and ng hao o ex hogona e uences o cab e Hada a d a ces EEE 5g h eh cu a echno ogy on e ence o 3 Pp 4 9０ 493 ay 2００4
では 2で提案された ( am y 。que 。。 呼 ばれる ( 系 ) を D に適用し， 2 5 5の 系 群 の を超 子構造 ァイ ( SFB によ て行 CD システムに て報告して る。 し し FBGは作成時 にその イス 造が固定されてしま ため 系 号を用 る場 合には に対して FB を一 成する必要がある。 また 号で を多 るためには (すなわち
数を増加さ るためには) が必要とな り SSFB 型
を小型化するこ が困難 なる。 利用されて る S FB 型 全長が ０ ある。
3でも 3の 号が D 用 号と して利用されて るが 示されて な 。 また文献4では アダ 号を変換して アダ 号を得るための 算機 索が報告され て るが 号を得るこ ができな ため ある にお て取得 能な最大 大相互 値など 上大切な情 報を得る こ とが困難である。 また 発見 ア ムで める必要があり が長 なるに れて多項式 間内に探索を終 えるこ が困難になる。
こ よ に 理による に適し， が低 抑えられる CD D 用 現存して な 。 明の
この システムにおける 理による
( ン ドイデ ド に適し か 相互 を低 抑えること ができ る 号を用 た光通信システム 信機 信機 通 信 ， およびこれらで用 る光相関 を提供 するものである。
この はまた の 方に適した 用型の 相関 供する。
この はさ らに 信機にお て 渉を低減 法でき る よ にするこ を目的 する。
この 明による光通信システムは 信機と光 信機を含む。 信機は n列の要素が ex 27 ( ) n ) N ( は ) である NXNの 方行列 ずれか 行によ て表わされる Nの 素直 号の が割 てられ， この によ て送信す き 信 号を光学的に ドする光相関 を含む。 信機は m n列 の要素が exp 2 (m ( ) N ( は )である NXNの 方行 列 ずれの行によ て表わされる Nの 素直 号の が 割 てられ 信する光信号をその によ て 学的にデ ドす る光相関 を含む。
通信 ステムは N個の光 信機と最大 N個の光 信機を 含み 信機の 相関 にはそれぞれ なる が割 てられ 信機の 相関 には対応する 信機の 相関 に割 てられた もの 同じ が割 てられて る。
信機にお て 信号を ドする きに用 られた と同じ が割 てられて 信機にお て 自己 信号が 得られ， なる が割 てられた 信機にお ては非常に弱 相 互 信号が得られるので 信号を多重化して送信しても， 定の 信機にお てのみ 応する 信機から送信されたデ タが (デ ド) される こ になる。 このよ にして または D 式による光通信が実現する。
この 明による 信機は 相関 を含み この 相関 ， n列の要素が exp 2 ( 1) (n ) N ( は )である NXNの 方行列の ずれかの行によ て表わされる Nの 素直 号の が割 てられ 信す き 信号を表わす 波 ら N個の光波を生 成し， これらの N個の光波の 間軸上で 接するもの 間に てら れた によって 定される を生じさせるも である。 これに よ て送信す き 信号が ン ドされる。
様で N個の光 N個の光 スの列であり ス 態が光 信機に割 てられた 素直 号の の 素の 角 対応してお 用 号を表わす。
この 明によ る 信機は光相関 を含み この 相関
列の要素が exp 2 ( ) N は )である NXNの 方 行列 ずれ の行によ て表わされる Nの 素直 号の が割 てられ この 信号を ドした
同一の 合には強 自己 関を表わす 信号を出力し なる場合に注 比 て 相互 関を表わす 信号を出力するも であ る。
信機はさ らに 相関器 ら出力される光相関 号を光電 換して電気 号を出力する光電 路 この 路の
号 ら 相関 に割 てられた 外 素直 号の によ て されて生じた多重 号を低減 ( ) する フィ をさ らに備える。 これによ て 外の 素直 号によ て された多重 号を低減する こ ができ る。 すな わち， 割多重 減が実現する。
この さ らに 信す き 信号を表わす 波 ら N個の光波 を生成し これらの N個の光波の 間軸上で 接する ものの間に n 列の要素が exp 2 ( n N は )である NXNの 方 行列の ずれかの行によ て表わされる Nの 素直 号の によ て 定される を生じさ る よ に構成された光相関 供して る。
記の 相関器は次に示すよ 本化 ラッグ・グ ティン を 用 て実現する こ ができ る。 すなわち， この 光相関 を提供し てお この 相関 n列の要素が exp 27E ( ) n ) N ( は である NXNの 方行列の ずれ の行によ て表わされる Nの 素直 号の が割 てられ 導波路内に 定 隔 で直列に配置された 数の ラッグ ・ グ ティン を有し これらの ブラ グ ・ グ ティン の が上記の てられた の 幅 にあわ て調節され 接する ラ ツグ・グ ティン によ て 反射される光波の 記の てられた の
にあわ て調整された 本化 ラッグ・グ ティ 信 号を上記 本化ブラッグ・グ ティ ン に導き 本化 ラッグ グ ティン ら出力される反射光波を取り出す サ キ タ を備える。
本化 ラ ツグ ・ グ ティン は 様では 本化 ァイ ・ ラッグ・ グ ティ である。 本化プラッグ・ グ テ ィ の 導波路は ァイ でも よ し， 導波路でもよ 。
素直 号によるす ての， または多 の を実現できる 用の 相関 ， 本化プラッグ・グ ティ の 導波路の 部または全体に物理 を加える こ とに り 接するブラッグ・グ ティ によって反射される光波の またはブラッグ 長を 変化さ これらを所望 値に保 物理 段をさ らに備えて る。
する物理 の 整によ て 波の またはブラッグ 長を所望の値に変化させるこ ができ る。
このよ 用の すなわち 号の り替えは， XNの N本 並 導波路 NX の 器を有し N木の並 導波路 の ち の 波路を基準 する他の並 導波路の 延時間差 が所望の 素直 号の ス 他の スの 間差に対応し 導波路よ 出力される スの 相が所望の 素直 号の ス 他の スの に対応する よ に調節 された光相関 を用 相関 に入 される光信号の 長 に対して 相関 の 長を移動さ る こ とでも得られる。
この はさ らに 通信システム 信機 信 機 用 た光通信 ， 提供して る。 さ らにこ 相関 における り替え方法を提供して る。 この 明によ る 替え方法は 導波路内に一定 隔で直列に 配置された 数の ラッグ・グ テイ グを有し これらのブラッグ・ グ ティ T 列の要素が exp(2 m ) ) N) ( J は )である NXN の 方行列 とする N 素直 号の の の 幅にあわ て調整され， 接す るブラ グ・ グ ティン によ て反射される光波の が上記 素直 号の の の にあわせて調整された 本化プラッグ グ ティン 信号を光サ キ タによ て上記 本化ブラッグ・グ ティ ン に導き 本化ブラッグ・ グ ティン から出力される反射光波を上記 サ キ タによ て取り出す機構 を備えた光相関 を用 本化ブラッグ・ グ テイ グの 導波路の 部または全体に物理 を加えるこ によ り 接するブラッグ ・ グ ティ ン によ て反射される光波の ま たはブラッグ 長を変化さ これらを所望の値に保 こ とに よ ， 相関 にお て上記 素直 号の 方 行列の なる行から られる他の符 に切 替える ものである。 上のよ に この 明に る と 理による に適 し相互 が低 抑えられる D A 用 素直 号を用 た通 信システム 信機， 信機 相関 が実現できる。 面の 単な説明
図は複素直 号の ( 4の ) を示すものであり B図は複素 面を示し C図は複素直 号の が表わ す を示す。
2図は複素直 号の他の例 ( 8 の ) を示すものである。 3図は光 割多重 式な しは 割多元 続方式によ る通信 ステムを示すブ ック図である。
4図は標本化 ァイ ・ブラッグ グ ティング ( S BG) の 成を模式的に示すものであ 。
5図は S Gの ス 出力 ス とを示すもの である。
6 それによ る の B Gによ る反射光波間 を示す である。
7 A図は 術にあげた二相アダ 号を用 た場合の の を示し 7 B図は複素直 号を用 た場合の の を示すものである。
8 8 B 8 C 8 図は， で用 た
4の 素直 号の， 4 の に対応する S BGの スペク を， シ ショ ンの 算結果によ て すものである。
9図は汎用タイプの 相関 の 成を模式的に示す のである。
０B C ， ０ 図は で用 た
4の 素直 号の c，に対応する S B Gを 電素子によ て 熱した場合の スペク ト を イスの 果によ て し たものである。
図は 渉を低減できる受信機の 成を示すものである 2図は， 16における 自己 相互 の 波数帯域 幅に対する キ ギ の を示すも である。 明を実施するための 良の
この 明の 割多重 ( D ) 式または 割多元 ( D ) 式による光通信で用 られる 列の各 素が， ㎝ Ⅱ
Figure imgf000011_0001
。 ( 2 ‥ )
( は )
で表わされる X の 方行列の する の 素直 号である。
4の 合の 素直 号を与える正方行列 例が第 図に表 わされて る (これを式(2) する) 。 C c c ， c がそれぞ れ 素直 号による である ( 細書にお ては c (
) の上に ける する ) 。 号の B図に示す 面にお て理解でき るであ 。
8の 合の 素直 号を与える正方行列の例が第 2図に示さ れて る (これを式(3 とする 。 C c がそれぞれ 素直 号 による 8の である。
3図は上記の を用 た通信システムの例を示して る。
台の送信機 最大 台の受信機 の間で ( ネ ) デ タ の 受信が可能である。 すなわち， では なる 個の複素直 c，～c (C でそれぞれ 信す き 信号 (デ タ) を ン ド) では受信 を対応する複素直 号 で (デ ド) してデ タを取 出す。 重化された 信号 を 素直 号の 性によ てそれぞれに分離する こ ができ る。
信機 ( ～ ) にお て ザ ・ ダイオ ド ( ザ ) 5 ら一定時間 隔で り 返すきわめて ス幅の狭 ス・ ザ ( ス ) が発生する。 この 連の ス ・ ザ光は ( ) (インテン ティ・ ジ タ ) 6にお て 信す きデ タ によ て強度変調される。デ タ 度変調に 限られな 。た えば 相変調 ( PSK) なども るこ ができる。 度変調 6の 信号は ン ダ ０ 述する光相関 ) にお て それに割り 当てられた 素直 c を用 て ド ( される。
台 送信機3 ～3Nから 力される ドされた光信号は ン イナ 3０によ 多重化され ネッ ト ワ ク 5０に送出される。
にお て， ネッ ト ワ ク 5０を経て到来する多重化 れた光信 号 ワ スプ ッタ4０によ て 個の同 信号に分割され， そ れぞれ 信機4 に入力する。
信機4 はデ ダ2０ 述する光相関 ) を含み このデ ダ 2０には 個の複素直 ちの 定のも c，がそれぞれ り 当 てられて る。 信機4 に入力した光信号は ダ2０にお て， そ れに割 当てられた 素直 を用 てデ ド( )される。 したが て， 信号が多重化きれて ても 定の 信機4 にお て は， その 信機4 に てられた c 同じ c を用 て 信機3 で ン ド れた光信号に てのみ高 自己 号が 得られ 他の光 信機で ドされた光信号に ては低 相互 号と なるので 応する特定の 信機3 ら送信された光信号の みが取り出される。
デ ダ ら れる光相関 ォトダイオ ド ( ) 25によ り 気相関 号に変換され さ らに， 換によ 得られた電 気相関 電気低 ィ タ 5０に与えられる。 この 気低
ィ タ 5０にお て その 信機4 に割 当てられた 素直 外 の 素直 号に る ドによ て生じた多重 号が低減 ) きれる。
すなわち， 気低 ィ タ 26の 波数は， 信機3 ン ダ ０ ( 相関 ) に入力する ス列の繰り返し 波数と同 度 以上で， 後述する S G 接する BG間の間 によ て定まる隣接 BG 射光波間の S の 数で与えられる周波 数に比 て十分に低 調整される必要がある。
4図は上述の ン ダ ０またはデ ダ2０内 光相関 で用 られる標本化ファイ ・ブラッグ・ グ ティ グ (Sa ed F be B agg a ng S BGと を模式的に示すものである。 この S B は 4の 素直 号 の に対応して る。 般にファイ ・ブラッグ・ グ ティング ( BG) は， ァイ の ア部に周期的な 折率 ( ) を与えて回折 子を形成した ファイ 型の イスである。 この ァイバ内に光を入 する と
2 e ‥ (4) ブラッグ 件を満たす 定の (ブラ ッグ 光を強 反 射 ( ) する。 こ こでAは BGにおける 折率 調の は ァイ ア部の有 ( ) 折率である。 この 子を 下で は BG 。
S BGは 数個の BGを ァイ 内に， 2 わち 隔をあけて) 列に ( ァイ の 向に) 置したもので ある。 4図に示すS BG は の 素直 号の の に対応する のであるから 4 の Gが設けられて る。 これ らの 4 の Gを， の 号 して それぞれ光の入出力端 ら ( 4図の左端 ら) B G B G 2 B G 3 B G 4 す る (これらを総括して ぶ き または特定のものを代表 に示す き には単に BGまた B G ～4 と ことにする) 。 サブ BG さをそれぞれ 4 ) 接する 2 の BG G ( ) の間の間 ( G の さを S ( 3 ) 接する 2 の G ら B G ( )まで ( 接する B G間の間 を ( ) ( ～3 ) ( ) BG の R する。 これらの ， S ( R を総括して単に s R こ がある。
5図は符 4の 相関 の を示して る。 S B に加 えて S B G に 光を導 もに S G らの 射光を取 り出す3 キ タ が設けられて る。
S B G 出力端を 3ポ ト サ キ タ 2のポ ト P 2に接続し サ キ タ 2のポ ト P に スを一 する と この スは S に入力し， その ア 内を伝 し ながら BGで順次 (ブラッグ サ キ タ 2の ポ ト P 2に するから サ キ タ 2のポ ト P 3 ら T Sの 4 の スの列が取り出される。 BGの Rが非常に小さければ ( R) ス列における 4 の スの 度 差は非常に小さ 。
S 接する BG間の間 を用 て， えられる。
S 2 o e C (5) ここで cは光速 。。 。は間隙 の ( ) 折率である。 サ キ タ 2のポ ト P に する スの ス幅 は， (5 で定まる反射光 ス列の時間間 S 同等 ， よ り こ が望まし 。
S BG の Gの R R 2 R 3 R4は 短 スの 対して等し もし はほぼ等し ， または ずれ 一 の の 幅にあわせた強度の スの ス列が出力されるよ に調整 れて る必要がある。
S B G の Gの Rは 記のよ に非常に小さけれ ば 一短 スの 対して (2)で表わされる ( 図に示 される) 素直 号における の を表わすよ に調整されて る える。 他の調整の 法 しては ( ス列 各 スの 度を し ， また ほぼ等し するためには) S G の 出力端 ら 遠 なるにしたが BGの を高 設定する こ がある ( R 2 <R 3<R 4 o
S B G 1内の隣接する BG間の位 一短 スの 対して 接する BGによ て反射される 2 の
ス間の搬 の (2)で表わされる ( 図に示される) 素直 号の の の 接する要素 の に 致するよ に調整されて る必要がある。 この点に て以下に説明する。
S BG 内にその 出力 ( 5図の左 ) ら した光波に て， 接する BGの ちの B G で反射して入出力端に 戻る反射光波 ， 段の B G ( )で反射して入出力端に戻る反射光波 の間の光 近似 に次 で与えられる。
Figure imgf000016_0001
2 の 射光波 ( ) の ( 4図に A 2 A 等で表わされて る ) が ラッグ
" にお て 0であるために は (6)で表わされる ブラッグ の正の整数倍であれ よ 。
2 の ( ) の ブラッグ にお て 2であるためには (6)で表わされる ブラッグ 。 の 4 4 O または正の整 倍であればよ 。
2 の ( の ラッグ
" にお て 几であるためには 6)で表わされる ブラ グ の ( 2 2 ( は または正の整 ) 倍であれ よ 。
2つの ( ) の ブラッグ にお て 3 2であるためには (6)で表わされる ラッグ
の (
" 4 3 ) 4 は または正の整 ) 倍であればよ 。
4の 相関 ( ダ ０およびデ ダ2０の ずれにお ても ) に て ， たと え 信機3 および 信機4 相関 の 合には ( c ) ， 接する 2 の Gで反射す る上記の 2 の ( ) の 0 となるよ に 2の 合には ( c 2) 2 なるよ に 3の 合には ( c ) なる よ に， 4の 合には ( c 4) 3 2 なる よ に (6)で表わされる があらかじめ 整されて る。
このよ S B G ら出力される 4 の スの 列の搬 の 係が第 6図に示されて る。 線で示すのは の 線であ この 線をその 度のみで示す 5図に示す4 の ス なる。 実線で示す それらの 相のずれを 分りやす 示すために， 波数をわざわざ ( 長を長 ) して描 てある。 に対応して の が各 G間にお て 0， 2 3 2 な て るこ が理解されよ 。 C図は各 に対応する ，， A ， A を ト クスの形で表現し たものである。
信機3 に設けられる ン ダ ０内の相 ( 5 図に示す ) ら出力される光相関 号にお ては 信機3 (
ここでは 4 ) に てられて る に対応する が短 ス列の隣接する 2 の ス 間に生じて ることになる。 信機4 に設けられるデ ダ2０内の相 ( 5図に示す ) に ては する光相関 ( 信号) を生成した そ 信機41に てられて る との を表わす 信号が光 サ キ タ 2のポ ト P 3 ら出力されるこ になる。
信機における 信機のデ ダの 相関 S B に てられた が同一の 合には サ キ タ 2 ら取り 出される光信号は， そ の な り の が 異なる場合には， の の となる。
7 A図は られてきた二相アダ 列 ら られた 4の 号における相関 を示して る。
7 B ， 4の 素直 号の 4 の 二 の の み合わせによって得られる相関 を示して る。
ずれも 図の対 自己 対角 相互 である。
7 A図の二 アダ 列の では， の 状 が二種類に大別でき る もに， 3 4 4 3列の符 の み合わせにお て に高 ピ クが見て取れる。
3 2 4 ， 3 ， 2列の相 も， ビ クの 4 度の めのビ クを有して る。 これに対し 7B図のこの 明の による複素直 号の では ずれの の み合わ にお ても ピ クが低 抑えられて る。
4の 合の ビ クの 大値 アダ
号では自己 9 6 (56 25 ) この 明の による複素 直 号では 2 6 ( 2 5 ) なる。
がよ り長 場合 ( が 4よ り大き 場合) この の 大値の 大し この 明による複素直 号の 用による相互 減効果がよ なる。
8 図 ら 8 図は 4 素直 号 4 の に対 応する よ に反射光波間 が調整された S の ス ク ト ( ザ光は単 長 は え 際には の 長の 布が存在する ) の を表して る。
反射 で単位はdB (デシ ) 中心 長に対する波長 ずれを 長で正規 した位相 と して表した量で ad s (ラ ジア ) である。
これらの図に示す4 の スペク ト は， 間隔が 2 ad s ピ ク ， そ ビ クに対して ０・ 5 ad s ・０ ad s ・ 5 ad sの 置に反射率の谷を有して る。
4 の スペク ト の 中心 (ブラッグ ) に対する相 対的なピ ク 置の だけである。
c，に対しては ( 8A ) ( ラッグ ) と スペク ト のビ ク 長が一致し 他の符 2～ c では ( 8 B 8 スペク ト がそれぞれ0・ 5 ad sず 波長側に 移動し， それぞれ なる反射率の谷が中心 (ブラッグ ) 一致 する。
割多重用 相関 して る こ と ができ る 域幅は ad sであ サ キ タを介して S BGに する ス 号の 域幅はこれ 同等 ある はそれ以上である必要がある。
のよ に 信機3 信機4 の 相関 S BG にお て 応する 信機に同一の に応じた位相 に生 じ る よ をあらかじめ 定しておけばよ 。 記 射光 波間 の サブ BG間の間 の さの 密な調整 部 の 外線照射 力の によ り行 ことができる。
9図は上述したす ての が設定 能な 用的な光相関 の を示して る。 この 相関 ン ダおよびデ ダ 方 に適用 能である。
この 相関 S G における隣接する G間の光波の ( ) を 果で制御するための 電素子 3を備えて る。 この 電素子 3によ り S BG の 体を加熱または冷却する。 すなわち 電素子 3は S B 接触して配置されており， 電 素子13に する電流量によ て S BG 度を調整し
果に り S BG ア内の屈折率 。。 。を変化させるので (5)の
S (6)の が調整される。 時に S G 内の BGの 折率 e も変化するため (4)の ラッグ 長も変化 する。 このよ にして 望の を設定する こ が可能 なる。
０ 図 ら ０D図は， 4の 素直 号の 。，に対応す る よ に反射光波間 が調整された S BGにお て その ラッ グ 長を熱電素子で調整した きの ス ク ト の を表して る。 ０A図 ら の 8 図 ら 8 図に示した 計算 である。 。 ての が同じ 量を受け取る場合， ての B Gの ラッグ 長が同じ 長だけ 整されるため c に対応する反射ス ペク ト が長波長側に移動する。
電素子 3に する電流量を 熱による反射スペク ト の 動量 が第 8 図 ら 8 図の各 に対する反射スペク ト のピ ク 長の 動量 致するよ に調整した場合 前 ブラッグ 長を中 心と した 域幅 ad sの ス ク ト スペク ト とほ 致する。
このよ に 素直 号を光 割多重用 号と して る 場合 相関 を実現する S B Gの Gに ける反射光波間 を厳密に調整する わり に ての BG ラッグ 長を調 整するこ で 相関 が対応する複素直 号を動的に切り替える こ とが可能 なる。
ラッグ 長 替えは， よ に 電素子 などを用 た 果によ て実現する こ もできるし
体 の また 力の によ ても実現できる。
記 素直 号 替えは， の B G 射 光波間 サ G 部 の 力の によ て調整 する こ でも実現できる。
また， 素直 号の り替えは て BG間に等 し 長さの bイオ ァイ などを 入した場合には ファ イ の イオンを励起する波長の光を波 カプラを介して
合 して人射し ァイ 内における 折率 化を利用 する こ によ ても実現でき る。
11図は 3図に示す 信機の 成を具体的に示すもので， 9 図に示す 成の 相関 が用 られて る。 この 相関器 ら取り出さ れる光相関 号を光 25によ て 換し 換で得られた 電気相関 号を電気低 ィ タ 26に通すこ によ り こ 相関 に割 てられた 素直 外の 素直 号によ て され た多重 号を低減 ( ) するこ ができ る。 図は光 割 多重 法の の 成を示すものである。
気低 イ タ 26の 波数は 述したよ に，
相関 に入 される ス列の繰り返し 波数 同 度以上で S G 接する BG Sによ て定まる隣接 G 射 光波間の Sの 数で与えられる周波数に比 て 分に低 調 整される必要がある。
2図は 6の 素直 号における正規 ( ) 正規 ( の 波数帯域幅に対する ネ ギ を示した計算 である。 ずれの ネ ギ も ネ ギ で正規 されて る。
6の 素直 号では り あるため 線の に対する ネ ギ 5 重ねて表示されて る。
この き 相関 に入力された ス列の繰 返し 波 数は Hz サブ BG S に て定まる時間 S は5０psであ り その 数で与えられる周波数 2０ Hzである。
線の の ネ ギ が Hzでほぼ 和して るの に対し 線の の は り高 波数にお て
ギ が上昇し 和して る。
こ では 気低 フィ タ 26の 波数を Hz ( 点線) に調整するこ とによ て 理的に小さ 相互 関成 分を各 に対してさ らに ・ 5dBから2dB 能 な り， 特に非同期 2０ の 渉を 響を大幅に低減 能 なる。
では 4 8 6の 素直 号が示されて るが はこれらに限らな 。 例 しては 2の き乗がある。 は4 上が好まし 。
では， ブラッグ・グ ティ が ファイ の ア内に 形成された ァイ ブラッグ グ ティン が用 られて るが 導波路にブラッグ・グ ティ が形成されたものを S BG に代えて る こ もできる。
または S B G サ キ タ 2の わ に X 器と 本の並 導波路 X の 器を有し 本の並 導 波路の ちの の 波路を基準とする他の並 導波路 延時 間差が 望の 素直 号の ス 他の スの 間差に 対応し 導波路よ 出力される ス 相が所 望 素直 号の ス 他の スの に対応するよ に調節された光相関 を用 るこ もできる。
このときの ， 導波路， ァイ 子 で実現する こ もできる し 導波路 子 して実現する こ も できる。

Claims

求の ・ 信機と光 信機を含み
信機 n列の要素が。xp 2 (m ) (n ) N は
)である NXN の 方行列の ずれ の行によ て表わされる N の 素直 号の が割 てられ， この によ て送信す き 信号を光学的に ン ドする光相関 を含み
信機は m n列の要素が ex 27E ( ) n ) N は ) である NXNの 方行列 ずれの行によ て表わされる Nの 素 直 号の が割 てられ 信する光信号をそ によ て 学的にデ ドする光相関 を含む
通信 ステム。
2・ N個の光 信機を含み 信機の 相関 それぞれ なる が割 てられ
N個の光 信機を含み 信機 相関 にはそれぞれ なる が割 てられて る
求の 項に記載の 通信 ステム。
3 ・ n列の要素が exp 2 ( ) (n ) N ( は )である N XN の 方行列の ずれ の行によ て表わされる N の 素直 号の が割 てられ， 信す き 信号を表わす 波 ら N個の 光波を生成し これらの N個の光波の 間軸上で 接する のの間に てられた に て 定される を生じさせる光相関 を 備えた 信機。
4・ 列の要素が ex 2 ( ) (n ) N ( )である N XN の 方行列の ずれ の行によって表わ れる N の 素直 号の が割 てられ， この 信号を ド 同 の 合には強 自己 関を表わす 信号を出力し な る場合には自己 比 て 相互 関を表わす 信号を出 す る光相関 を備えた 信機。
5・ 相関器から出力される光相関 号を光電 換して電気 号を 出 する光電 路と この 路の 号から
相関 に割 てられた 外の 素直 号の に って されて生じた多重 号の 低減する ィ とを さ らに備えた 求の 4項に記載 信機。
6・ 信す き 信号を表わす 波 ら N個 光波を生成し これらの N個の光波の 間軸上で 接する も の間に 列の要素が ex 2 ( ) ) N は )である NXNの 方行列の ずれ の行 によ て表わされる Nの 素直 号の によ て 定され る を生じさ るよ に構成 れた光相関 。
7 n列の要素が ex 2 (n ) N は )である N XN の 方行列 ずれ の行によ て表わされる N の 素直 号の が割 てられ 導波路内に一定 隔で直列に配置された 数の ラッグ・ グ ティ ン を有し， これらのブラッグ・グ テ ィン の が上記の てられた の 幅にあわ て調節され 接する ラッグ ・ グ ティ によ て反射される光波の が上記の てられた の にあわせて調整され た 本化プラッグ グ ティ
信号を上記 本化ブラッグ・グ ティン に導き， 本 化ブラッグ・ グ ティ ン から出力される反射光波を取り 出す サ キ タ ，
を備えた光相関 。
8・ 本化プラ ッグ グ ティン が 本化 ファイ ・ ブラッ ・ グ ティ である 求の 7項に記載の 相関 。
9 本化ブラッグ・グ ティ の 導波路の 部または全体 に物理 を加えるこ によ り 接するブラッグ・ グ ティン によ て反射 れる光波の または ラッグ 長を変化
これらを所望の値に保 物理 段をさ らに備えた 6 ら 8の ちの ずれ に記載の 相関 。
０ にお て n列の要素が exp 2 ( ) (n ) N ( は )である NXNの 方行列の ずれ の行によ て表わされる Nの 素直 号の が割 てられ こ によ て送 信す き 信号を光学的に ン ドして送出し
にお て m n列の要素が ex 2 ) ) N は )である NXN 方行列の ずれの行によ て表わされる
N の 素直 号の が割 てられ 信する光信号をその によ て 学的にデ ドする
通信 。 ・ T n列の要素が。x 2 ( ) ( ) N は )である N XN の 方行列の ずれ の行によ て表わされる N の 素直 号の が割 てられ 信す き 信号を表わす 波 ら N個 光波を生成し， これらの N個の光波の 間軸上で 接する ものの間に てられた によ て 定される を生じさ るよ に ン ドして送信する 。
2・ n列の要素が exp 27 ( ) (n ) N ( は )である N XN の 方行列の ずれ の行によ て表わされる N の 素直 号の が割 てられ， この 信号を ン ドし た 同 の 合には強 自己 関を表わす 信号を出力し な る場合には自己 力 比 て 相互 関を表わす 信号を出力す 光相関 を用 て受信 信号をデ ドする 。
3・ 相関器 ら出力される光相関 号を光電 換して電気 号を 得， この 号 ら ィ によ て 相関 に割 てられた 外の 素直 号の によって されて生 じた多重 号を低減する
求の 2項に記載の 。
4・ 導波路内に一定 隔で直列に配置された 数のブラッグ・グ ティン を有し これらの ラッグ・グ テイ ングの m の要素が exp(2 (m ) N ( は )である NXNの 方 行列の する Nの 素直 号の の 幅にあわ て調整され 接するブラッグ ・ グ ティ によ て反射される光波 が上記 素直 号の の の
にあわ て調整された 本化ブラッグ・グ ティ 信号を光 キ タによ て上記 本化ブラッグ グ テ ィ に導き 本化ブラッグ・ グ ティ ら出力される反 射光波を上記 サ キ タによ て取り出す機構 を備えた光相関 を用 本化ブラッグ・グ ティン の 導波路の 部また 体に物理 を加える こ とによ り 接するブラッグ グ テイ ン グによ て反射 れる光波の またはブラッグ 長を変化させ これらを所望の値に保 こ によ ， 相関 にお て上記 素直 号の 方行列の なる行 ら られる他の符 に切り替える り替え方法。
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