JP4586305B2 - 多重化光伝送方法及び多重化光伝送装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、符号分割多重を利用した多重化光伝送装置及びこの装置を利用した多重化光伝送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大容量伝送を可能にするための時分割多重技術と波長分割多重技術を融合した光伝送装置や、光搬送波を用いてあらゆるデータを重畳させ伝送する光搬送波多重技術を用いた光伝送装置が提案されていた。このような従来の時分割多重技術と波長分割多重技術を融合した光伝送装置の構成を図２に示す。
【０００３】
この図２において、Data_1，〜，Data_Mは各々が時分割多重された電気信号データストリームであり、送信側で、各々が光送信器（：ＴＸ）210_1，〜，210_Mに入力される。光送信器210_1，〜，210_Mは各々異なった発振波長λ１，〜，λＭを持った光送信器であり、各々が、入力された電気信号Data_1，〜，Data_Mに基づいて駆動され光信号を出力する。これら光送信器210_1，〜，210_Mから送出された、互いに波長の異なる複数の光信号は、合波器（：MUX）220で合波され、波長分割多重化された光信号が単一の光ファイバ伝送路（：fiber）230を経由して受信側に伝送される。
【０００４】
受信側ではまず、波長分割多重化された光信号が、分波器（：DE-MUX）240によって各々の波長λ１，〜，λＭに分離され、対応する光受信器（：ＲＸ）250_1，〜，250_Mに入力される。各光受信器250_1，〜，250_Mでは、受信した光信号に基づいて電気信号データストリームが生成され、Data_1，〜，Data_Mが再生される構成となっていた。
【０００５】
そして、このような構成の光伝送装置は、光信号の大容量伝送を目的としたものである為に、光送信器として光信号純度が高い（：コヒーレンシの強い）DFB-LD（Distributed Feed-Back Laser Diode：分布帰還形レーザ）光源が用いられていた。
【０００６】
また、光搬送波多重技術を用いる光伝送装置では、光送信器から発信される信号光の光搬送波にデータを重畳して伝送する点で図２とは構成が異なるが、各光送信器が互いに異なる発振波長の光信号を用い、これらを合波器で波長分割多重して伝送する点では、装置構成は同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明した従来の光伝送装置の場合、利用する光送信器210_1，〜，210_Mの発振波長（：光周波数）λ１，〜，λＭ同士が近接、または同一になった場合、発振波長間の干渉によりビート雑音が発生し、伝送品質が著しく劣化するという問題があった。このため各光送信器に波長安定化制御機能が必要になるだけでなく、光伝送装置に波長監視機能が必要になるため、光伝送装置の価格の上昇を招いていた。
【０００８】
更に、上述の波長間の干渉を回避するために、各光送信器の発振波長間隔を狭めることができず、収容可能な信号波長数や波長配置が制限されていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本願発明の光伝送装置では、第１の電気信号データストリームを第１の拡散符号で符号拡散した後に第１の信号周波数に周波数変換し、これを更に、所定の光波長の光信号の第１の光搬送波に変換する。同様に、第２の電気信号データストリームを第２の拡散符号で符号拡散した後に第２の信号周波数に周波数変換し、これを更に、上記所定の光波長の光信号の第２の光搬送波に変換する。そして、これら第１の光搬送波を持った光信号と第２の光搬送波を持った光信号を合波して多重化光信号を生成する。
【００１０】
そして、上述の第１の拡散符号と第２の拡散符号を相違させるか、あるいは第１の信号周波数と第２の信号周波数を相違させることによって、多重化光信号中の第１の電気信号データストリームに対応する情報と、第２の電気信号データストリームに対応する情報を分離する。また、多重化光伝送方法は、第１，〜，第Ｍ（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換して第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリームを生成するステップと、上記第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリーム各々を第１〜第ｍの拡散符号のうちのいずれかで符号拡散した後に、上記符号拡散した第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームを第１〜第ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の信号周波数に周波数変換するステップと、上記周波数変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームを所定の光波長の光信号の第ｍ_ｎの光搬送波に変換し、上記第ｍ_ｎの光搬送波を持った光信号を合波器に入力するステップと、上記合波器から出力された上記光信号を上記第ｍ_ｎの電気信号データストリームに光電変換するステップと、バンドパスフィルタにより、上記第１〜第ｎの信号周波数のうち所定の信号周波数の電気信号データストリームを、上記光電変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームから抽出するステップとを有する。また、多重化光伝送装置は、第１，〜，第Ｍ（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換して第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリームを生成する生成手段と、上記第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリーム各々を第１〜第ｍの拡散符号のうちのいずれかで符号拡散した後に、上記符号拡散した第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームを第１〜第ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の信号周波数に周波数変換する周波数変換手段と、上記周波数変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームを所定の光波長の光信号の第ｍ_ｎの光搬送波に変換する光搬送波変換手段と、上記第ｍ_ｎの光搬送波を持った光信号を入力する合波器と、
上記合波器から出力された上記光信号を上記第ｍ_ｎの電気信号データストリームに光電変換する光電変換手段と、上記第１〜第ｎの信号周波数のうち所定の信号周波数の電気信号データストリームを、上記光電変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームから抽出するバンドパスフィルタとを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の第１の実施例の構成を示す。この第１の実施例の多重化光伝送システムは、各々に電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mが入力されるM個の光送信器（：TX）110_1，〜，110_Mと、これら光送信器110_1，〜，110_Mからの出力光信号を合波する合波器であるビームスプリッタ（：Splitter）120、このビームスプリッタ120に接続された光ファイバ伝送路（：ｆｉｂｅｒ）130及び、光ファイバ伝送路130を介して供給された光信号から電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mを抽出する光受信器（：ＲＸ）140から構成されている。
【００１２】
図１中の光送信器110_1，〜，110_Mは、各々が光波長λ０の信号光を出力する光送信器であり、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮ及び信号周波数ｆ１，〜，ｆＭを用いて信号の多重化を行う構成となっている。
【００１３】
この光送信器110_1，〜，110_Mの構成について、ブロック図で示した図３を用いてより詳細に説明する。
【００１４】
なお、光送信器110_1，〜，110_Mは基本的に同一の構成なので、この図３には光送信器110_1についてのみ詳細な構成が示されており、他の光送信器110_2，〜，110_Mについては、光送信器110_1と異なる構成以外の記載は省略してある。
【００１５】
まず、光送信器110_1，〜，110_Mを代表して光送信器110_1の構成について説明する。
【００１６】
この光送信器110_1は、データ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路301，拡散器（Ｌ１）302_1，〜，拡散器（ＬＮ）302_N，加算器303，Ｕｐコンバータ（ｆ１）304_1及び電気-光変換回路（λ０）305から構成されている。
【００１７】
このデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路301に電気信号データストリームData_1が入力されると、シリアル／パラレル変換されて、Ｎ本の電気信号データストリームに分割される。
【００１８】
このＮ本の電気信号データストリームは、それぞれが拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散を行う拡散器（Ｌ１）302_1，〜，拡散器（ＬＮ）302_Nに入力され、符号拡散される。この符号拡散されたＮ本の電気信号データストリームは加算器303で加算されて多重化された後に、周波数変換器であるＵｐコンバータ（ｆ１）304_1でＵｐコンバートされ、信号周波数ｆ１の多重化信号に周波数変換される。そして電気-光変換回路（λ０）305で、光波長λ０のＬＤ発振器の出力光に対する直接変調あるいは外部変調器による変調によって、光波長λ０の信号光に、この多重化信号が光搬送波として重畳された形で出力される。
【００１９】
図５に、特定の電気信号データストリームの各段階における信号分布状態を示す。
【００２０】
この図に示す通り、デジタル信号が拡散器（Ｌｘ）302_ｘによって中間周波数ｆＢの帯域に拡散符号Ｌｘで符号拡散され、これがＵｐコンバータ（ｆｘ）304_ｘで周波数ｆｘの帯域の拡散符号Ｌｘによる符号拡散に変換される。そして、電気-光変換回路（λ０）305によって、光波長λ０の信号光の光搬送波ｆｘの帯域に、拡散符号Ｌｘで符号拡散された状態で分布することになる。
【００２１】
電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが各々入力される光送信器110_2，〜，110_Mについても、上記光送信器110_1とほぼ同等の処理がなされるが、加算器で多重化された電気信号データストリームが、光送信器110_2，〜，110_Mでは、それぞれＵｐコンバータ（ｆ2）304_2，〜，Ｕｐコンバータ（ｆM）304_Mで、信号周波数ｆ２，〜，信号周波数ｆＭの多重化信号に周波数変換される点で構成が異なる。
【００２２】
そして、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mにおける信号の電気-光変換の手順を一般化して説明すると以下のようになる。
【００２３】
即ち、Data_1，〜，Data_M（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中のData_ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路でシリアル／パラレル変換して生成された第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ_ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の電気信号データストリームは、拡散符号Ｌｎを持った拡散器（Ｌｎ）で符号拡散され、加算器によって他の第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームと加算された後に、Ｕｐコンバータ（ｆｍ）によって信号周波数ｆｍに周波数変換され、電気-光変換回路（λ０）によって光波長λ０の光信号に光搬送波として重畳される。
【００２４】
これら光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号における各入力データの信号分布状態を、図６を用いて説明する。
【００２５】
先に図５を用いて説明した通り、所定の電気信号データストリームは、光波長λ０の信号光の所定の光搬送波ｆｘの帯域に、所定の拡散符号Ｌｘで符号拡散された状態で分布する。
【００２６】
即ち、光送信器110_1から出力される光波長λ０の信号光の場合、光搬送波ｆ１の帯域に、電気信号データストリームData_1が拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散された状態で分布している。
【００２７】
同様に、光送信器110_2の信号光の場合、光搬送波ｆ2の帯域に電気信号データストリームData_２が、光送信器110_Mの信号光の場合、光搬送波ｆＭの帯域に電気信号データストリームData_Mが、各々拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散された状態で分布している。
【００２８】
そして、これらをビームスプリッタ120で合波した結果、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mが、各々光搬送波ｆ１，〜，ｆＭの帯域に、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散された状態で分布している多重化光信号が生成される。
【００２９】
この多重化光信号が光ファイバ伝送路130を介して、光受信器ＲＸに入力され、この光受信器ＲＸは、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮ及び信号周波数ｆ１，〜，ｆＭに基づいて各を用いて各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mを復号し、出力する。
【００３０】
この光受信器（：ＲＸ）140の構成について、ブロック図で示した図４を用いてより詳細に説明する。
【００３１】
この光受信器140は、光-電気変換回路401と、各々がこの光-電気変換回路401に接続されたデータ変換部400_1，〜，400_Mから構成されている。
【００３２】
なお、データ変換部400_1，〜，400_Mは基本的に同一の構成なので、この図４にはデータ変換部400_1についてのみ詳細な構成が示されており、他のデータ変換部400_2，〜，400_Mについては、データ変換部400_1と異なる構成以外の記載は省略してある。
【００３３】
これらデータ変換部400_1，〜，400_Mを代表してデータ変換部400_1の構成について説明する。
【００３４】
このデータ変換部400_1は、バンドパスフィルタ（：BPF）(ｆ１)402_1，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）403_1，逆拡散器（Ｌ１）404_1，〜，逆拡散器（ＬＮ）404_N，データ処理（P／S変換）回路405から構成されている。
【００３５】
まず、上述の多重化光信号λ０が光-電気変換回路401に入力されると、多重化光信号λ0はそのまま電気信号に変換される。この時、多重化光信号λ0の光強度変化は、光搬送波として重畳された上述の多重化信号に対応しているため、この光-電気変換回路401では、この多重化信号を、そのまま電気信号に変換することになる。そして、この電気信号がデータ変換部400_1，〜，400_Mに各々供給される。
【００３６】
データ変換部400_1に入力された電気信号は、まずバンドパスフィルタ(ｆ１)402_1によって周波数ｆ１の帯域成分のみが抽出される。
【００３７】
そして、この周波数ｆ１成分は、周波数変換器であるＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）403_1で１/ｆ１に周波数が変換される。この１/ｆ１に周波数変換された信号中には、上述の光送信器110_1において、それぞれが拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散されたＮ本の電気信号データストリームが多重化されており、各々が拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮを用いる逆拡散器（Ｌ１）404_1，〜，逆拡散器（ＬＮ）404_Nで逆拡散することにより、このＮ本の電気信号データストリームが分離して抽出される。
【００３８】
最後に、このＮ本の電気信号データストリームをデータ処理（P／S変換）回路405でパラレル／シリアル変換することで、光送信器110_1に入力された電気信号データストリームData_1が生成される。
【００３９】
以上説明した信号の各段階における信号分布状態は、図５を用いて説明した光送信器110_1側での変換手順を逆にたどったものであり、詳細な説明は省略する。
【００４０】
データ変換部400_2，〜，400_Mについても、上記データ変換部400_1とほぼ同等の処理がなされるが、入力された電気信号から、各々バンドパスフィルタ(f２)402_2，〜，バンドパスフィルタ(ｆM)402_Mによって周波数ｆ２，〜，ｆMの帯域の信号成分のみ抽出する点と、Ｄｏｗｎコンバータ（1/ｆ2）403_2，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（1/ｆM）403_Mで、各々1/ｆ２，〜，1/ｆＭに周波数変換する点で構成が異なる。
【００４１】
そして、上述のデータ変換部400_1の場合と同様に、電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが生成される。
【００４２】
この第１の実施例の多重化光伝送システムによれば、符号分割多重によって生成されたスペクトル拡散信号により光信号を変調するので、信号波長間のビート雑音のようなパワー密度が高い狭スペクトル雑音が相関符号として認識されないため、伝送品質への悪影響が生じない。
【００４３】
この第１の実施例で用いる光送信器110_1，〜，110_Mは同一の光波長の光信号を出力する。そして、各電気信号データストリームは、各々所定の拡散符号で符号拡散され更に所定の信号周波数に周波数変換された後に、この光信号の光搬送波に重畳されて多重化されるので、各光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号を、安価なパワースプリッタ120で構成された合波器で合波することができる。この結果、システムコストを低減することが可能となる。
【００４４】
そして、各電気信号データストリーム毎に、符号拡散に用いられる拡散符号か周波数変換される信号周波数の少なくともいずれか一方が異なるように拡散符号と信号周波数を選択することで、“「拡散符号」の数×「信号周波数」の数”分の電気信号データストリームを同一の光波長の光信号中に多重化して伝送することが可能となる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施例の構成を、図７を用いて説明する。
【００４６】
この図７は多重化光伝送システムの構成を示した模式図であり、光送信器（：TX）710，770と光受信器（：RX）720，760とビームスプリッタ（：Splitter）730，750及び光ファイバ伝送路（：ｆｉｂｅｒ）740から構成されている。そして、第１の実施例と異なり双方向の伝送を行っている。
【００４７】
光送信器710と光受信器760によって図中の左から右への信号伝送が行われ、光送信器770と光受信器720によって右から左への信号伝送を行われる。
【００４８】
両者は実質的に対称な構成になっているので、光送信器710と光受信器760の関係についてのみ詳細に説明し、光送信器770と光受信器720については説明を省略する。
【００４９】
図７において、光送信器710は光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍから構成されている。この光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍは、各々が光波長λ０の信号光を出力する構成となっており、信号周波数ｆ１，〜，ｆＮ及び拡散符号Ｌ１，〜，ＬＭを用いて信号の多重化を行う。
【００５０】
この光送信器710の構成について、ブロック図で示した図８を用いてより詳細に説明する。
【００５１】
なお、光送信器710の光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍは基本的に同一の構成なので、この図８には光送信ユニット711_1についてのみ詳細な構成が示されており、他の光送信ユニット711_2，〜，711_Ｍについては、光送信ユニット711_1と異なる構成以外の記載は省略してある。
【００５２】
まず、光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍを代表して光送信ユニット711_1の構成について説明する。
【００５３】
この光送信ユニット711_1は、データ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路，Ｎ個の拡散器（Ｌ１），Ｕｐコンバータ（ｆ１），〜，（ｆＮ），加算器及び電気-光変換回路（λ０）から構成されている。
【００５４】
このデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路に電気信号データストリームData_1が入力されると、シリアル／パラレル変換されて、Ｎ本の電気信号データストリームに分割される。このＮ本の電気信号データストリームは、それぞれが拡散符号Ｌ１で符号拡散を行うＮ個の拡散器（Ｌ１）にそれぞれ入力され、符号拡散される。この符号拡散されたＮ本の電気信号データストリームは、それぞれが信号周波数ｆ１，〜，ｆＮにＵｐコンバートを行うＵｐコンバータ（ｆ１），〜，（ｆＮ）に入力され、周波数変換される。この周波数変換されたＮ本の電気信号データストリームは加算器で加算されて多重化された後に、電気-光変換回路（λ０）に入力され、光波長λ０の信号光に光搬送波として重畳された形で出力される。
【００５５】
電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが各々入力される光送信ユニット711_2，〜，711_Ｍについても、上記光送信ユニット711_1とほぼ同等の処理がなされるが、加算器で多重化された電気信号データストリームが、光送信器110_2，〜，110_Mでは、Ｎ個の拡散器（Ｌ２），〜，（ＬＭ）にそれぞれ入力され、符号拡散される点で構成が異なる。
【００５６】
そして、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mにおける信号の電気-光変換の手順を一般化して説明すると以下のようになる。
【００５７】
即ち、Data_1，〜，Data_M（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中のData_ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路でシリアル／パラレル変換して生成された第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ_ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の電気信号データストリームは、拡散符号Ｌｍを持った拡散器（Ｌｍ）で符号拡散され、Ｕｐコンバータ（ｆｎ）によって信号周波数ｆｎに周波数変換され、加算器によって他の第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームと加算された後に、電気-光変換回路（λ０）によって光波長λ０の光信号に光搬送波として重畳される。
【００５８】
これら光送信ユニット７１１_１，〜，７１１_Mから出力される光信号における各入力データの信号分布状態を、図１０を用いて説明する。
【００５９】
光送信ユニット７１１_１から出力される光波長λ０の信号光の場合、電気信号データストリームData_1が、光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの各帯域に、拡散符号Ｌ１で符号拡散された状態で分布している。
【００６０】
同様に、光送信ユニット７１１_２の信号光の場合、電気信号データストリームData_２が光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの各帯域に拡散符号Ｌ２で符号拡散された状態で、光送信ユニット７１１_Mの信号光の場合、光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの各帯域に拡散符号ＬＭで符号拡散された状態で、各々分布している。
【００６１】
そして、これらをビームスプリッタ730で合波した結果、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mが、光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの帯域に、各々拡散符号Ｌ１，〜，ＬＭで符号拡散された状態で分布している多重化光信号が生成される。
【００６２】
この多重化光信号が光ファイバ伝送路740とビームスプリッタ750を介して、光受信器760に入力され、この光受信器760は、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＭ及び信号周波数ｆ１，〜，ｆＮに基づいて各を用いて各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mを復号し、出力する。
【００６３】
この光受信器760の構成について、ブロック図で示した図９を用いてより詳細に説明する。
【００６４】
この光受信器760は、光-電気変換回路901と、各々がこの光-電気変換回路901に接続されたバンドパスフィルタ（：BPF）(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_N，これらバンドパスフィルタ(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_N各々に対応して接続されたＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）903_1，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆＮ）903_N及び、各々がこれらＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）903_1，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆＮ）903_Nに接続されたデータ変換部900_1，〜，900_Mから構成されている。
【００６５】
なお、データ変換部900_1，〜，900_Mは基本的に同一の構成なので、この図９にはデータ変換部900_1についてのみ詳細な構成が示されており、他のデータ変換部900_2，〜，900_Mについては、データ変換部900_1との差異の部分以外の記載は省略してある。
【００６６】
これらデータ変換部900_1，〜，900_Mを代表してデータ変換部900_1の構成について説明する。
【００６７】
このデータ変換部900_1は、並列に配置されたＮ個の逆拡散器（Ｌ１）904_1と、これらＮ個の逆拡散器（Ｌ１）904_1に接続されたデータ処理（P／S変換）回路905から構成されている。
【００６８】
まず、上述の多重化光信号が光-電気変換回路901に入力されると、多重化光信号はそのまま電気信号に変換される。この時、多重化光信号の光強度変化は、光搬送波として重畳された上述の多重化信号に対応しているため、この光-電気変換回路901では、この多重化信号を、そのまま電気信号に変換することになる。
【００６９】
この電気信号は、並列に配置されたバンドパスフィルタ(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_Nの各々に入力され、各バンドパスフィルタ(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_Nによって各周波数ｆ１，〜，ｆＮの帯域成分が抽出される。
【００７０】
そして、これら周波数ｆ１成分，〜，周波数ｆＮ成分は、対応するＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）903_1，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆＮ）903_Nで、各々１/ｆ１，〜，1/ｆＮに周波数が変換される。
【００７１】
これら１/ｆ１，〜，１/ｆＮに周波数変換された信号中には、上述の光送信ユニット711_1において、それぞれが拡散符号Ｌ１で符号拡散された、Ｎ本の電気信号データストリームが含まれている。
【００７２】
よって、データ変換部900_1の、拡散符号Ｌ１を用いるＮ個の逆拡散器（Ｌ１）904_1で各々を逆拡散することにより、このＮ本の電気信号データストリームが分離して抽出される。
【００７３】
最後に、このＮ本の電気信号データストリームをデータ処理（P／S変換）回路905でパラレル／シリアル変換することで、光送信器710に入力された電気信号データストリームData_1が生成される。
【００７４】
データ変換部900_2，〜，900_Mについても、上記データ変換部900_1とほぼ同等の処理がなされるが、入力された電気信号から、各々拡散符号Ｌ２，〜，ＬＭを用いる逆拡散器（Ｌ１）904_2，〜，逆拡散器（ＬＭ）904_Mで逆拡散する点で構成が異なる。
【００７５】
そして、上述のデータ変換部900_1の場合と同様に、電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが生成される。
【００７６】
この第２も第１の実施例と同様に、符号分割多重によって生成されたスペクトル拡散信号により光信号を変調するので、信号波長間のビート雑音のようなパワー密度が高い狭スペクトル雑音が相関符号として認識されないため、伝送品質への悪影響が生じない。
【００７７】
従来の双方向光通信の場合は、波長間干渉を避けるために、方向毎に使用する波長を異なったものとするか、または、同一波長帯を使用する場合には異なる方向の光送信器が同時に動作しないように制御する必要がある。更に、一般的な合分波器は方向特性を有するので双方向光通信に適用するためには各方向毎に光送信器用の合波器と光受信器用の分波器が必要になる。
【００７８】
それに対して、この第２の実施例では、信号線幅が広く、且つ拡散された、符号分割多重信号を光信号に重畳しているため、干渉がないので、従来の双方向光通信のような特別な機能を用意する必要がない。
【００７９】
また、第２の実施例も第１の実施例の場合と同様に同一の光波長の光信号を送信に用いる。各電気信号データストリームは、各々所定の拡散符号で符号拡散され更に所定の信号周波数に周波数変換された後に、この光信号の光搬送波に重畳されて多重化されるので、光信号を合波あるいは分波する合分波器として、安価なパワースプリッタが利用できる。そして、図７に示した構成から判る通り、光送信器710と光受信器760がビームスプリッタ730を、光送信器770と光受信器760がビームスプリッタ750を、合分波器として共用することが可能となり、その結果さらにシステムコストを低減することが可能となる。
【００８０】
なお、以上説明した第１及び第２の実施例では何れもデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路でシリアル／パラレル変換して、１本の電気信号データストリームをＮ本の電気信号データストリームに変換しているが、本発明はこのようなシリアル／パラレル変換を必ずしも必要とするものではない。
【００８１】
判り易い例としては、上述の構成においてＮ=１とした場合が、Ｍ本の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換を行わないで多重化する構成に対応している。また、第１，〜，第Ｍの光送信器110_1，〜，110_Mが備えている合計Ｍ×Ｎ個の拡散器に各々異なる電気信号データストリームを入力することで、総計Ｍ×Ｎ本の電気信号データストリームを多重化する構成も実現可能である。
【００８２】
そして、これらの場合でも、光搬送波に重畳された各電気信号データストリームは、拡散符号及び／あるいは周波数変換される信号周波数が互いに異なっているので、光受信器にて所定のフィルタリング及び逆拡散を行うことで、各電気信号データストリームとして分離再生することが可能である。
【００８３】
更に、この第２の実施例では、第１の実施例と異なり、第１，〜，第Ｍの電気信号データストリームは、単一の光送信器710あるいは770中の、光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍ等にまとめて入力されるように表現されているが、第１の実施例の光送信器110_1，〜，110_Mのように、各々別の光送信器として電気信号データストリームの入力を行うことも可能である。そして、これらの光送信器の出力は、一括して合波される必要はなく、光伝送路中の任意の個所に各々に対応した合波器を設けることで、多重化を行うことができる。
【００８４】
同様に、第１及び第２の実施例では、第１，〜，第Ｍの電気信号データストリームは、単一の光受信器140，720あるいは760からまとめて出力されるように表現されているが、対応する電気信号データストリーム毎に個別の構成とすることも可能である。そして、光送信器の場合と同様に、光伝送路中の任意の個所に各々の光受信器に対応した分波器を設けることで、対応する電気信号データストリームの出力を行うことも可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明した本発明の構成によれば、複数の光送信器は同一の光波長の光信号を出力する構成となっている。そして、各電気信号データストリームは、各々所定の拡散符号で符号拡散され更に所定の信号周波数に周波数変換された後に、この光信号の光搬送波に重畳されて多重化されるので、各光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号を、安価なパワースプリッタで構成された合波器で合波することができ、安価な構成で多重化光伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の多重化光伝送システムの構成を示した模式図である。
【図２】従来の多重化光伝送システムの構成を示した模式図である。
【図３】第１の実施例の光送信器110_1，〜，110_Mの構成を示したブロック図である。
【図４】第１の実施例の光受信器140の構成を示したブロック図である。
【図５】入力データの各段階における信号分布状態を示した図である。
【図６】第１の実施例の光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号における各入力データの信号分布状態を示した図である。
【図７】第２の実施例の多重化光伝送システムの構成を示した模式図である。
【図８】第２の実施例の光送信器710の構成を示したブロック図である。
【図９】第２の実施例の光受信器720の構成を示したブロック図である。
【図１０】第２の実施例の光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍから出力される光信号における、各入力データの信号分布状態を示した図である。
【符号の説明】
110，710，770 光送信器
120，730，750 ビームスプリッタ
130，740 光ファイバ伝送路
140，720，760 光受信器
301，801 データ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路
302，802 拡散器
303，803 加算器
304，804 Ｕｐコンバータ
305，805 電気-光変換回路（λ０）
400，900 データ変換部
401，901 光-電気変換回路
402，902バンドパスフィルタ
403，903 Ｄｏｗｎコンバータ
404，904 逆拡散器
405，905 データ処理（Ｐ／Ｓ変換）回路
711 光送信ユニット
【発明の属する技術分野】
この発明は、符号分割多重を利用した多重化光伝送装置及びこの装置を利用した多重化光伝送方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、大容量伝送を可能にするための時分割多重技術と波長分割多重技術を融合した光伝送装置や、光搬送波を用いてあらゆるデータを重畳させ伝送する光搬送波多重技術を用いた光伝送装置が提案されていた。このような従来の時分割多重技術と波長分割多重技術を融合した光伝送装置の構成を図２に示す。
【０００３】
この図２において、Data_1，〜，Data_Mは各々が時分割多重された電気信号データストリームであり、送信側で、各々が光送信器（：ＴＸ）210_1，〜，210_Mに入力される。光送信器210_1，〜，210_Mは各々異なった発振波長λ１，〜，λＭを持った光送信器であり、各々が、入力された電気信号Data_1，〜，Data_Mに基づいて駆動され光信号を出力する。これら光送信器210_1，〜，210_Mから送出された、互いに波長の異なる複数の光信号は、合波器（：MUX）220で合波され、波長分割多重化された光信号が単一の光ファイバ伝送路（：fiber）230を経由して受信側に伝送される。
【０００４】
受信側ではまず、波長分割多重化された光信号が、分波器（：DE-MUX）240によって各々の波長λ１，〜，λＭに分離され、対応する光受信器（：ＲＸ）250_1，〜，250_Mに入力される。各光受信器250_1，〜，250_Mでは、受信した光信号に基づいて電気信号データストリームが生成され、Data_1，〜，Data_Mが再生される構成となっていた。
【０００５】
そして、このような構成の光伝送装置は、光信号の大容量伝送を目的としたものである為に、光送信器として光信号純度が高い（：コヒーレンシの強い）DFB-LD（Distributed Feed-Back Laser Diode：分布帰還形レーザ）光源が用いられていた。
【０００６】
また、光搬送波多重技術を用いる光伝送装置では、光送信器から発信される信号光の光搬送波にデータを重畳して伝送する点で図２とは構成が異なるが、各光送信器が互いに異なる発振波長の光信号を用い、これらを合波器で波長分割多重して伝送する点では、装置構成は同様である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記説明した従来の光伝送装置の場合、利用する光送信器210_1，〜，210_Mの発振波長（：光周波数）λ１，〜，λＭ同士が近接、または同一になった場合、発振波長間の干渉によりビート雑音が発生し、伝送品質が著しく劣化するという問題があった。このため各光送信器に波長安定化制御機能が必要になるだけでなく、光伝送装置に波長監視機能が必要になるため、光伝送装置の価格の上昇を招いていた。
【０００８】
更に、上述の波長間の干渉を回避するために、各光送信器の発振波長間隔を狭めることができず、収容可能な信号波長数や波長配置が制限されていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決する為に、本願発明の光伝送装置では、第１の電気信号データストリームを第１の拡散符号で符号拡散した後に第１の信号周波数に周波数変換し、これを更に、所定の光波長の光信号の第１の光搬送波に変換する。同様に、第２の電気信号データストリームを第２の拡散符号で符号拡散した後に第２の信号周波数に周波数変換し、これを更に、上記所定の光波長の光信号の第２の光搬送波に変換する。そして、これら第１の光搬送波を持った光信号と第２の光搬送波を持った光信号を合波して多重化光信号を生成する。
【００１０】
そして、上述の第１の拡散符号と第２の拡散符号を相違させるか、あるいは第１の信号周波数と第２の信号周波数を相違させることによって、多重化光信号中の第１の電気信号データストリームに対応する情報と、第２の電気信号データストリームに対応する情報を分離する。また、多重化光伝送方法は、第１，〜，第Ｍ（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換して第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリームを生成するステップと、上記第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリーム各々を第１〜第ｍの拡散符号のうちのいずれかで符号拡散した後に、上記符号拡散した第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームを第１〜第ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の信号周波数に周波数変換するステップと、上記周波数変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームを所定の光波長の光信号の第ｍ_ｎの光搬送波に変換し、上記第ｍ_ｎの光搬送波を持った光信号を合波器に入力するステップと、上記合波器から出力された上記光信号を上記第ｍ_ｎの電気信号データストリームに光電変換するステップと、バンドパスフィルタにより、上記第１〜第ｎの信号周波数のうち所定の信号周波数の電気信号データストリームを、上記光電変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームから抽出するステップとを有する。また、多重化光伝送装置は、第１，〜，第Ｍ（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換して第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリームを生成する生成手段と、上記第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリーム各々を第１〜第ｍの拡散符号のうちのいずれかで符号拡散した後に、上記符号拡散した第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームを第１〜第ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の信号周波数に周波数変換する周波数変換手段と、上記周波数変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームを所定の光波長の光信号の第ｍ_ｎの光搬送波に変換する光搬送波変換手段と、上記第ｍ_ｎの光搬送波を持った光信号を入力する合波器と、
上記合波器から出力された上記光信号を上記第ｍ_ｎの電気信号データストリームに光電変換する光電変換手段と、上記第１〜第ｎの信号周波数のうち所定の信号周波数の電気信号データストリームを、上記光電変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームから抽出するバンドパスフィルタとを備える。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１に本発明の第１の実施例の構成を示す。この第１の実施例の多重化光伝送システムは、各々に電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mが入力されるM個の光送信器（：TX）110_1，〜，110_Mと、これら光送信器110_1，〜，110_Mからの出力光信号を合波する合波器であるビームスプリッタ（：Splitter）120、このビームスプリッタ120に接続された光ファイバ伝送路（：ｆｉｂｅｒ）130及び、光ファイバ伝送路130を介して供給された光信号から電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mを抽出する光受信器（：ＲＸ）140から構成されている。
【００１２】
図１中の光送信器110_1，〜，110_Mは、各々が光波長λ０の信号光を出力する光送信器であり、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮ及び信号周波数ｆ１，〜，ｆＭを用いて信号の多重化を行う構成となっている。
【００１３】
この光送信器110_1，〜，110_Mの構成について、ブロック図で示した図３を用いてより詳細に説明する。
【００１４】
なお、光送信器110_1，〜，110_Mは基本的に同一の構成なので、この図３には光送信器110_1についてのみ詳細な構成が示されており、他の光送信器110_2，〜，110_Mについては、光送信器110_1と異なる構成以外の記載は省略してある。
【００１５】
まず、光送信器110_1，〜，110_Mを代表して光送信器110_1の構成について説明する。
【００１６】
この光送信器110_1は、データ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路301，拡散器（Ｌ１）302_1，〜，拡散器（ＬＮ）302_N，加算器303，Ｕｐコンバータ（ｆ１）304_1及び電気-光変換回路（λ０）305から構成されている。
【００１７】
このデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路301に電気信号データストリームData_1が入力されると、シリアル／パラレル変換されて、Ｎ本の電気信号データストリームに分割される。
【００１８】
このＮ本の電気信号データストリームは、それぞれが拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散を行う拡散器（Ｌ１）302_1，〜，拡散器（ＬＮ）302_Nに入力され、符号拡散される。この符号拡散されたＮ本の電気信号データストリームは加算器303で加算されて多重化された後に、周波数変換器であるＵｐコンバータ（ｆ１）304_1でＵｐコンバートされ、信号周波数ｆ１の多重化信号に周波数変換される。そして電気-光変換回路（λ０）305で、光波長λ０のＬＤ発振器の出力光に対する直接変調あるいは外部変調器による変調によって、光波長λ０の信号光に、この多重化信号が光搬送波として重畳された形で出力される。
【００１９】
図５に、特定の電気信号データストリームの各段階における信号分布状態を示す。
【００２０】
この図に示す通り、デジタル信号が拡散器（Ｌｘ）302_ｘによって中間周波数ｆＢの帯域に拡散符号Ｌｘで符号拡散され、これがＵｐコンバータ（ｆｘ）304_ｘで周波数ｆｘの帯域の拡散符号Ｌｘによる符号拡散に変換される。そして、電気-光変換回路（λ０）305によって、光波長λ０の信号光の光搬送波ｆｘの帯域に、拡散符号Ｌｘで符号拡散された状態で分布することになる。
【００２１】
電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが各々入力される光送信器110_2，〜，110_Mについても、上記光送信器110_1とほぼ同等の処理がなされるが、加算器で多重化された電気信号データストリームが、光送信器110_2，〜，110_Mでは、それぞれＵｐコンバータ（ｆ2）304_2，〜，Ｕｐコンバータ（ｆM）304_Mで、信号周波数ｆ２，〜，信号周波数ｆＭの多重化信号に周波数変換される点で構成が異なる。
【００２２】
そして、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mにおける信号の電気-光変換の手順を一般化して説明すると以下のようになる。
【００２３】
即ち、Data_1，〜，Data_M（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中のData_ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路でシリアル／パラレル変換して生成された第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ_ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の電気信号データストリームは、拡散符号Ｌｎを持った拡散器（Ｌｎ）で符号拡散され、加算器によって他の第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームと加算された後に、Ｕｐコンバータ（ｆｍ）によって信号周波数ｆｍに周波数変換され、電気-光変換回路（λ０）によって光波長λ０の光信号に光搬送波として重畳される。
【００２４】
これら光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号における各入力データの信号分布状態を、図６を用いて説明する。
【００２５】
先に図５を用いて説明した通り、所定の電気信号データストリームは、光波長λ０の信号光の所定の光搬送波ｆｘの帯域に、所定の拡散符号Ｌｘで符号拡散された状態で分布する。
【００２６】
即ち、光送信器110_1から出力される光波長λ０の信号光の場合、光搬送波ｆ１の帯域に、電気信号データストリームData_1が拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散された状態で分布している。
【００２７】
同様に、光送信器110_2の信号光の場合、光搬送波ｆ2の帯域に電気信号データストリームData_２が、光送信器110_Mの信号光の場合、光搬送波ｆＭの帯域に電気信号データストリームData_Mが、各々拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散された状態で分布している。
【００２８】
そして、これらをビームスプリッタ120で合波した結果、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mが、各々光搬送波ｆ１，〜，ｆＭの帯域に、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散された状態で分布している多重化光信号が生成される。
【００２９】
この多重化光信号が光ファイバ伝送路130を介して、光受信器ＲＸに入力され、この光受信器ＲＸは、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮ及び信号周波数ｆ１，〜，ｆＭに基づいて各を用いて各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mを復号し、出力する。
【００３０】
この光受信器（：ＲＸ）140の構成について、ブロック図で示した図４を用いてより詳細に説明する。
【００３１】
この光受信器140は、光-電気変換回路401と、各々がこの光-電気変換回路401に接続されたデータ変換部400_1，〜，400_Mから構成されている。
【００３２】
なお、データ変換部400_1，〜，400_Mは基本的に同一の構成なので、この図４にはデータ変換部400_1についてのみ詳細な構成が示されており、他のデータ変換部400_2，〜，400_Mについては、データ変換部400_1と異なる構成以外の記載は省略してある。
【００３３】
これらデータ変換部400_1，〜，400_Mを代表してデータ変換部400_1の構成について説明する。
【００３４】
このデータ変換部400_1は、バンドパスフィルタ（：BPF）(ｆ１)402_1，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）403_1，逆拡散器（Ｌ１）404_1，〜，逆拡散器（ＬＮ）404_N，データ処理（P／S変換）回路405から構成されている。
【００３５】
まず、上述の多重化光信号λ０が光-電気変換回路401に入力されると、多重化光信号λ0はそのまま電気信号に変換される。この時、多重化光信号λ0の光強度変化は、光搬送波として重畳された上述の多重化信号に対応しているため、この光-電気変換回路401では、この多重化信号を、そのまま電気信号に変換することになる。そして、この電気信号がデータ変換部400_1，〜，400_Mに各々供給される。
【００３６】
データ変換部400_1に入力された電気信号は、まずバンドパスフィルタ(ｆ１)402_1によって周波数ｆ１の帯域成分のみが抽出される。
【００３７】
そして、この周波数ｆ１成分は、周波数変換器であるＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）403_1で１/ｆ１に周波数が変換される。この１/ｆ１に周波数変換された信号中には、上述の光送信器110_1において、それぞれが拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮで符号拡散されたＮ本の電気信号データストリームが多重化されており、各々が拡散符号Ｌ１，〜，ＬＮを用いる逆拡散器（Ｌ１）404_1，〜，逆拡散器（ＬＮ）404_Nで逆拡散することにより、このＮ本の電気信号データストリームが分離して抽出される。
【００３８】
最後に、このＮ本の電気信号データストリームをデータ処理（P／S変換）回路405でパラレル／シリアル変換することで、光送信器110_1に入力された電気信号データストリームData_1が生成される。
【００３９】
以上説明した信号の各段階における信号分布状態は、図５を用いて説明した光送信器110_1側での変換手順を逆にたどったものであり、詳細な説明は省略する。
【００４０】
データ変換部400_2，〜，400_Mについても、上記データ変換部400_1とほぼ同等の処理がなされるが、入力された電気信号から、各々バンドパスフィルタ(f２)402_2，〜，バンドパスフィルタ(ｆM)402_Mによって周波数ｆ２，〜，ｆMの帯域の信号成分のみ抽出する点と、Ｄｏｗｎコンバータ（1/ｆ2）403_2，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（1/ｆM）403_Mで、各々1/ｆ２，〜，1/ｆＭに周波数変換する点で構成が異なる。
【００４１】
そして、上述のデータ変換部400_1の場合と同様に、電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが生成される。
【００４２】
この第１の実施例の多重化光伝送システムによれば、符号分割多重によって生成されたスペクトル拡散信号により光信号を変調するので、信号波長間のビート雑音のようなパワー密度が高い狭スペクトル雑音が相関符号として認識されないため、伝送品質への悪影響が生じない。
【００４３】
この第１の実施例で用いる光送信器110_1，〜，110_Mは同一の光波長の光信号を出力する。そして、各電気信号データストリームは、各々所定の拡散符号で符号拡散され更に所定の信号周波数に周波数変換された後に、この光信号の光搬送波に重畳されて多重化されるので、各光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号を、安価なパワースプリッタ120で構成された合波器で合波することができる。この結果、システムコストを低減することが可能となる。
【００４４】
そして、各電気信号データストリーム毎に、符号拡散に用いられる拡散符号か周波数変換される信号周波数の少なくともいずれか一方が異なるように拡散符号と信号周波数を選択することで、“「拡散符号」の数×「信号周波数」の数”分の電気信号データストリームを同一の光波長の光信号中に多重化して伝送することが可能となる。
【００４５】
次に、本発明の第２の実施例の構成を、図７を用いて説明する。
【００４６】
この図７は多重化光伝送システムの構成を示した模式図であり、光送信器（：TX）710，770と光受信器（：RX）720，760とビームスプリッタ（：Splitter）730，750及び光ファイバ伝送路（：ｆｉｂｅｒ）740から構成されている。そして、第１の実施例と異なり双方向の伝送を行っている。
【００４７】
光送信器710と光受信器760によって図中の左から右への信号伝送が行われ、光送信器770と光受信器720によって右から左への信号伝送を行われる。
【００４８】
両者は実質的に対称な構成になっているので、光送信器710と光受信器760の関係についてのみ詳細に説明し、光送信器770と光受信器720については説明を省略する。
【００４９】
図７において、光送信器710は光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍから構成されている。この光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍは、各々が光波長λ０の信号光を出力する構成となっており、信号周波数ｆ１，〜，ｆＮ及び拡散符号Ｌ１，〜，ＬＭを用いて信号の多重化を行う。
【００５０】
この光送信器710の構成について、ブロック図で示した図８を用いてより詳細に説明する。
【００５１】
なお、光送信器710の光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍは基本的に同一の構成なので、この図８には光送信ユニット711_1についてのみ詳細な構成が示されており、他の光送信ユニット711_2，〜，711_Ｍについては、光送信ユニット711_1と異なる構成以外の記載は省略してある。
【００５２】
まず、光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍを代表して光送信ユニット711_1の構成について説明する。
【００５３】
この光送信ユニット711_1は、データ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路，Ｎ個の拡散器（Ｌ１），Ｕｐコンバータ（ｆ１），〜，（ｆＮ），加算器及び電気-光変換回路（λ０）から構成されている。
【００５４】
このデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路に電気信号データストリームData_1が入力されると、シリアル／パラレル変換されて、Ｎ本の電気信号データストリームに分割される。このＮ本の電気信号データストリームは、それぞれが拡散符号Ｌ１で符号拡散を行うＮ個の拡散器（Ｌ１）にそれぞれ入力され、符号拡散される。この符号拡散されたＮ本の電気信号データストリームは、それぞれが信号周波数ｆ１，〜，ｆＮにＵｐコンバートを行うＵｐコンバータ（ｆ１），〜，（ｆＮ）に入力され、周波数変換される。この周波数変換されたＮ本の電気信号データストリームは加算器で加算されて多重化された後に、電気-光変換回路（λ０）に入力され、光波長λ０の信号光に光搬送波として重畳された形で出力される。
【００５５】
電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが各々入力される光送信ユニット711_2，〜，711_Ｍについても、上記光送信ユニット711_1とほぼ同等の処理がなされるが、加算器で多重化された電気信号データストリームが、光送信器110_2，〜，110_Mでは、Ｎ個の拡散器（Ｌ２），〜，（ＬＭ）にそれぞれ入力され、符号拡散される点で構成が異なる。
【００５６】
そして、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mにおける信号の電気-光変換の手順を一般化して説明すると以下のようになる。
【００５７】
即ち、Data_1，〜，Data_M（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中のData_ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路でシリアル／パラレル変換して生成された第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ_ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の電気信号データストリームは、拡散符号Ｌｍを持った拡散器（Ｌｍ）で符号拡散され、Ｕｐコンバータ（ｆｎ）によって信号周波数ｆｎに周波数変換され、加算器によって他の第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームと加算された後に、電気-光変換回路（λ０）によって光波長λ０の光信号に光搬送波として重畳される。
【００５８】
これら光送信ユニット７１１_１，〜，７１１_Mから出力される光信号における各入力データの信号分布状態を、図１０を用いて説明する。
【００５９】
光送信ユニット７１１_１から出力される光波長λ０の信号光の場合、電気信号データストリームData_1が、光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの各帯域に、拡散符号Ｌ１で符号拡散された状態で分布している。
【００６０】
同様に、光送信ユニット７１１_２の信号光の場合、電気信号データストリームData_２が光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの各帯域に拡散符号Ｌ２で符号拡散された状態で、光送信ユニット７１１_Mの信号光の場合、光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの各帯域に拡散符号ＬＭで符号拡散された状態で、各々分布している。
【００６１】
そして、これらをビームスプリッタ730で合波した結果、各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mが、光搬送波ｆ１，〜，ｆＮの帯域に、各々拡散符号Ｌ１，〜，ＬＭで符号拡散された状態で分布している多重化光信号が生成される。
【００６２】
この多重化光信号が光ファイバ伝送路740とビームスプリッタ750を介して、光受信器760に入力され、この光受信器760は、拡散符号Ｌ１，〜，ＬＭ及び信号周波数ｆ１，〜，ｆＮに基づいて各を用いて各電気信号データストリームData_1，〜，Data_Mを復号し、出力する。
【００６３】
この光受信器760の構成について、ブロック図で示した図９を用いてより詳細に説明する。
【００６４】
この光受信器760は、光-電気変換回路901と、各々がこの光-電気変換回路901に接続されたバンドパスフィルタ（：BPF）(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_N，これらバンドパスフィルタ(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_N各々に対応して接続されたＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）903_1，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆＮ）903_N及び、各々がこれらＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）903_1，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆＮ）903_Nに接続されたデータ変換部900_1，〜，900_Mから構成されている。
【００６５】
なお、データ変換部900_1，〜，900_Mは基本的に同一の構成なので、この図９にはデータ変換部900_1についてのみ詳細な構成が示されており、他のデータ変換部900_2，〜，900_Mについては、データ変換部900_1との差異の部分以外の記載は省略してある。
【００６６】
これらデータ変換部900_1，〜，900_Mを代表してデータ変換部900_1の構成について説明する。
【００６７】
このデータ変換部900_1は、並列に配置されたＮ個の逆拡散器（Ｌ１）904_1と、これらＮ個の逆拡散器（Ｌ１）904_1に接続されたデータ処理（P／S変換）回路905から構成されている。
【００６８】
まず、上述の多重化光信号が光-電気変換回路901に入力されると、多重化光信号はそのまま電気信号に変換される。この時、多重化光信号の光強度変化は、光搬送波として重畳された上述の多重化信号に対応しているため、この光-電気変換回路901では、この多重化信号を、そのまま電気信号に変換することになる。
【００６９】
この電気信号は、並列に配置されたバンドパスフィルタ(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_Nの各々に入力され、各バンドパスフィルタ(ｆ１)902_1，〜，バンドパスフィルタ(ｆＮ)902_Nによって各周波数ｆ１，〜，ｆＮの帯域成分が抽出される。
【００７０】
そして、これら周波数ｆ１成分，〜，周波数ｆＮ成分は、対応するＤｏｗｎコンバータ（１/ｆ１）903_1，〜，Ｄｏｗｎコンバータ（１/ｆＮ）903_Nで、各々１/ｆ１，〜，1/ｆＮに周波数が変換される。
【００７１】
これら１/ｆ１，〜，１/ｆＮに周波数変換された信号中には、上述の光送信ユニット711_1において、それぞれが拡散符号Ｌ１で符号拡散された、Ｎ本の電気信号データストリームが含まれている。
【００７２】
よって、データ変換部900_1の、拡散符号Ｌ１を用いるＮ個の逆拡散器（Ｌ１）904_1で各々を逆拡散することにより、このＮ本の電気信号データストリームが分離して抽出される。
【００７３】
最後に、このＮ本の電気信号データストリームをデータ処理（P／S変換）回路905でパラレル／シリアル変換することで、光送信器710に入力された電気信号データストリームData_1が生成される。
【００７４】
データ変換部900_2，〜，900_Mについても、上記データ変換部900_1とほぼ同等の処理がなされるが、入力された電気信号から、各々拡散符号Ｌ２，〜，ＬＭを用いる逆拡散器（Ｌ１）904_2，〜，逆拡散器（ＬＭ）904_Mで逆拡散する点で構成が異なる。
【００７５】
そして、上述のデータ変換部900_1の場合と同様に、電気信号データストリームData_2，〜，Data_Mが生成される。
【００７６】
この第２も第１の実施例と同様に、符号分割多重によって生成されたスペクトル拡散信号により光信号を変調するので、信号波長間のビート雑音のようなパワー密度が高い狭スペクトル雑音が相関符号として認識されないため、伝送品質への悪影響が生じない。
【００７７】
従来の双方向光通信の場合は、波長間干渉を避けるために、方向毎に使用する波長を異なったものとするか、または、同一波長帯を使用する場合には異なる方向の光送信器が同時に動作しないように制御する必要がある。更に、一般的な合分波器は方向特性を有するので双方向光通信に適用するためには各方向毎に光送信器用の合波器と光受信器用の分波器が必要になる。
【００７８】
それに対して、この第２の実施例では、信号線幅が広く、且つ拡散された、符号分割多重信号を光信号に重畳しているため、干渉がないので、従来の双方向光通信のような特別な機能を用意する必要がない。
【００７９】
また、第２の実施例も第１の実施例の場合と同様に同一の光波長の光信号を送信に用いる。各電気信号データストリームは、各々所定の拡散符号で符号拡散され更に所定の信号周波数に周波数変換された後に、この光信号の光搬送波に重畳されて多重化されるので、光信号を合波あるいは分波する合分波器として、安価なパワースプリッタが利用できる。そして、図７に示した構成から判る通り、光送信器710と光受信器760がビームスプリッタ730を、光送信器770と光受信器760がビームスプリッタ750を、合分波器として共用することが可能となり、その結果さらにシステムコストを低減することが可能となる。
【００８０】
なお、以上説明した第１及び第２の実施例では何れもデータ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路でシリアル／パラレル変換して、１本の電気信号データストリームをＮ本の電気信号データストリームに変換しているが、本発明はこのようなシリアル／パラレル変換を必ずしも必要とするものではない。
【００８１】
判り易い例としては、上述の構成においてＮ=１とした場合が、Ｍ本の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換を行わないで多重化する構成に対応している。また、第１，〜，第Ｍの光送信器110_1，〜，110_Mが備えている合計Ｍ×Ｎ個の拡散器に各々異なる電気信号データストリームを入力することで、総計Ｍ×Ｎ本の電気信号データストリームを多重化する構成も実現可能である。
【００８２】
そして、これらの場合でも、光搬送波に重畳された各電気信号データストリームは、拡散符号及び／あるいは周波数変換される信号周波数が互いに異なっているので、光受信器にて所定のフィルタリング及び逆拡散を行うことで、各電気信号データストリームとして分離再生することが可能である。
【００８３】
更に、この第２の実施例では、第１の実施例と異なり、第１，〜，第Ｍの電気信号データストリームは、単一の光送信器710あるいは770中の、光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍ等にまとめて入力されるように表現されているが、第１の実施例の光送信器110_1，〜，110_Mのように、各々別の光送信器として電気信号データストリームの入力を行うことも可能である。そして、これらの光送信器の出力は、一括して合波される必要はなく、光伝送路中の任意の個所に各々に対応した合波器を設けることで、多重化を行うことができる。
【００８４】
同様に、第１及び第２の実施例では、第１，〜，第Ｍの電気信号データストリームは、単一の光受信器140，720あるいは760からまとめて出力されるように表現されているが、対応する電気信号データストリーム毎に個別の構成とすることも可能である。そして、光送信器の場合と同様に、光伝送路中の任意の個所に各々の光受信器に対応した分波器を設けることで、対応する電気信号データストリームの出力を行うことも可能である。
【００８５】
【発明の効果】
以上説明した本発明の構成によれば、複数の光送信器は同一の光波長の光信号を出力する構成となっている。そして、各電気信号データストリームは、各々所定の拡散符号で符号拡散され更に所定の信号周波数に周波数変換された後に、この光信号の光搬送波に重畳されて多重化されるので、各光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号を、安価なパワースプリッタで構成された合波器で合波することができ、安価な構成で多重化光伝送が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例の多重化光伝送システムの構成を示した模式図である。
【図２】従来の多重化光伝送システムの構成を示した模式図である。
【図３】第１の実施例の光送信器110_1，〜，110_Mの構成を示したブロック図である。
【図４】第１の実施例の光受信器140の構成を示したブロック図である。
【図５】入力データの各段階における信号分布状態を示した図である。
【図６】第１の実施例の光送信器110_1，〜，110_Mから出力される光信号における各入力データの信号分布状態を示した図である。
【図７】第２の実施例の多重化光伝送システムの構成を示した模式図である。
【図８】第２の実施例の光送信器710の構成を示したブロック図である。
【図９】第２の実施例の光受信器720の構成を示したブロック図である。
【図１０】第２の実施例の光送信ユニット711_1，〜，711_Ｍから出力される光信号における、各入力データの信号分布状態を示した図である。
【符号の説明】
110，710，770 光送信器
120，730，750 ビームスプリッタ
130，740 光ファイバ伝送路
140，720，760 光受信器
301，801 データ処理（Ｓ／Ｐ変換）回路
302，802 拡散器
303，803 加算器
304，804 Ｕｐコンバータ
305，805 電気-光変換回路（λ０）
400，900 データ変換部
401，901 光-電気変換回路
402，902バンドパスフィルタ
403，903 Ｄｏｗｎコンバータ
404，904 逆拡散器
405，905 データ処理（Ｐ／Ｓ変換）回路
711 光送信ユニット
Claims (2)
- 第１，〜，第Ｍ（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換して第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリームを生成するステップと、
前記第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリーム各々を第１〜第ｍの拡散符号のうちのいずれかで符号拡散した後に、前記符号拡散した第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームを第１〜第ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の信号周波数に周波数変換するステップと、
前記周波数変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームを所定の光波長の光信号の第ｍ_ｎの光搬送波に変換し、前記第ｍ_ｎの光搬送波を持った光信号を合波器に入力するステップと、
前記合波器から出力された前記光信号を前記第ｍ_ｎの電気信号データストリームに光電変換するステップと、
バンドパスフィルタにより、前記第１〜第ｎの信号周波数のうち所定の信号周波数の電気信号データストリームを、前記光電変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームから抽出するステップとを有することを特徴とする多重化光伝送方法。 - 第１，〜，第Ｍ（：Ｍは２以上の整数）の電気信号データストリーム中の第ｍ（：ｍは１≦ｍ≦Ｍの整数）の電気信号データストリームをシリアル／パラレル変換して第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎ（：Ｎは１以上の整数）の電気信号データストリームを生成する生成手段と、
前記第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリーム各々を第１〜第ｍの拡散符号のうちのいずれかで符号拡散した後に、前記符号拡散した第ｍ_１，〜，第ｍ_Ｎの電気信号データストリームを第１〜第ｎ（：ｎは１≦ｎ≦Ｎの整数）の信号周波数に周波数変換する周波数変換手段と、
前記周波数変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームを所定の光波長の光信号の第ｍ_ｎの光搬送波に変換する光搬送波変換手段と、
前記第ｍ_ｎの光搬送波を持った光信号を入力する合波器と、
前記合波器から出力された前記光信号を前記第ｍ_ｎの電気信号データストリームに光電変換する光電変換手段と、
前記第１〜第ｎの信号周波数のうち所定の信号周波数の電気信号データストリームを、前記光電変換された第ｍ_ｎの電気信号データストリームから抽出するバンドパスフィルタとを備えることを特徴とする多重化光伝送装置。
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