JP4695028B2 - 光ｃｄｍａ復号器及び光ｃｄｍａ通信システム - Google Patents

Description

本発明は、光領域において信号の拡散符号化、復号化を行うＣＤＭＡ（Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅ Ａｃｃｅｓｓ：符号分割多元接続）用の復号器、及びこの復号器を用いた光ＣＤＭＡ通信システムの構成に関するものである。

光ＣＤＭＡ方式は、ランダムアクセスやセルフルーティング的な動作を、光スイッチなどの素子を用いることなしに、符号のみによってシステム的に実現可能である。そのため光ＬＡＮや光交換への適用が検討されている。

図１に従来の光ＣＤＭＡ通信システム（例えば、非特許文献１参照）の構成を示す。図１に示す光ＣＤＭＡ通信システムは、スターカプラ３を介して対向する、長さの差がそれぞれΔＬ、２ΔＬ、・・・、ＪΔＬのＪ個（Ｊ：１以上の整数）の非対称マッハツェンダ型干渉計（本図では、Ｊ＝２）を可変方向性結合器を介して縦続接続した複数のラティス型回路２−１〜２−６を備える。また、非対称マッハツェンダ型干渉計には、導波路に屈折率制御部が備えられている。ラティス型回路２−１〜２−３にはそれぞれ、データ変調されたパルス光源１−１〜１−３が接続される。ラティス型回路２−１〜２−３はそれぞれ符号器として機能する。スターカプラ３を挟んだ右側のラティス型回路２−４〜２−６は、復号器として機能する。

ラティス型回路２−２、２−５中の可変方向性結合器４−１〜４−６の強度結合率を０．５に設定し、繰り返し周波数ｆ（Ｈｚ）（≦ｃ／（２^ＪｎΔＬ）、＝１／Ｔｃ、ｃ：光速、ｎ：導波路の群屈折率）、パルス幅Ｔｐの短光パルスがラティス型光回路２−２に入射した場合、１／ｆ（ｓｅｃ）の時間フレーム中に２^Ｊ個の光パルス列｛周期Ｔｒ（＝ｎΔＬ／ｃ）｝が新たに生成され、符号系列が構成される。この符号系列はラティス型光回路２−２中の導波路の屈折率制御部（位相シフタ）５−１、５−２の位相情報を含んでいる。

この符号化光パルス列をラティス型回路２−５に入射させた場合、個々の光パルスは２^Ｊ個の光パルスに分離された後コヒーレントな電界成分の加算が行われる。ラティス型回路２−５中の位相シフタ５−３、５−４の設定が５−１、５−２に対して復号条件を満たしている場合、パルスの中央に光パワーが集中し復号が行われるが、設定が復号条件とは異なる場合には入射符号化パルスはさらに時間的に拡散され、復号は行われない。

図２は、図１の光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の光パルス列の様子を示す図である。図２（ａ）はパルス光源１−２からの入射光パルス列を、図２（ｂ）はＪ＝２の場合の符号器（ラティス型回路２−２）で生成された符号系列を、図２（ｃ）は復号器（ラティス型回路２−５）の設定が復号条件を満たしている場合の出力パルスを、図２（ｄ）は復号器（ラティス型回路２−５）の設定が復号条件を満たしていない場合の出力パルスをそれぞれ示している。なお本図は簡単のため、入射光パルス列のうち１パルスが及ぼす影響について示している。

図２（ｂ）は、図１に示すラティス型回路２−２の位相シフタ５−１及び５−２にφ_5-1＝φ_5-2＝πの位相を与えた場合、図２（ｃ）は、図１に示すラティス型回路２−５の位相シフタ５−３及び５−４にφ_5-3＝φ_5-4＝０の位相を与えた場合、図２（ｄ）は図１に示すラティス型回路２−５の位相シフタ５−３及び５−４にφ_5-3＝π及びφ_5-4＝０の位相を与えた場合の光パルス列の様子である。ただし、φ_5-1、φ_5-2、φ_5-3及びφ_5-4はそれぞれ、位相シフタ５−１、５−２、５−３及び５−４の位相シフト値を表している。

Ｙ．Ｌ．Ｃｈａｎｇ ａｎｄ Ｍ．Ｅ．Ｍａｒｈｉｃ，"Ｆｉｂｅｒ−ｏｐｔｉｃ ｌａｄｄｅｒ ｎｅｔｗｏｒｋｓ ｆｏｒ ｉｎｖｅｒｓｅ ｄｅｃｏｄｉｎｇ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ＣＤＭＡ，"Ｊ．Ｌｉｇｈｔｗａｖｅ Ｔｅｃｈｎｏｌ．，ｖｏｌ．１０，ｐｐ．１９５２−１９６２，１９９２．

しかしながら、従来の方法では、復号条件が満たされた場合であっても、復号光パルスの回りにサイドロープ成分が生じるため、受信側でのＳ／Ｎ（信号対雑音）比が劣化するという欠点がある。送信側のラティス型回路の２出力と、受信側のラティス型回路の２入力とを、位相が安定な手段を用いて光接続した場合、上記サイドローブ成分を除去可能である。しかしながら、位相が安定な伝送ファイバが２本必要となり、実際の光通信システムを考えた場合、非現実的な方策である。また非復号の場合、多数の不要光パルス列が生じ、復号信号のＳ／Ｎ比を劣化させる。

上記の特性の劣化は、光ＣＤＭＡ用符号器、復号器として、それぞれ自己相関（復号）特性と相互相関（非復号）特性とが理想的な状態からずれることを示している。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みて成されたものであり、復号光信号パルスの不要サイドローブ成分、及び非復号信号の不要パルス列を除去可能な光ＣＤＭＡ復号器、及び光ＣＤＭＡ通信システムを提供することを目的とするものである。

本発明は、このような目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、光ＣＤＭＡ復号器であって、ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、前記可変遅延線の各々の前記少なくとも２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する第１の波長合波器と、前記可変遅延線の各々の前記少なくとも２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する第２の波長合波器と、前記第１及び２の波長合波器の前記出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、前記方向性結合器の２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備えたことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、光ＣＤＭＡ復号器であって、ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、前記可変遅延線の各々の前記少なくとも２つの出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する波長合波器と、前記波長合波器の前記２つの出力部のそれぞれと接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、前記波長合波器は、前記可変遅延線の前記少なくとも２つの出力部から入射する各光パルスを当該波長合波器の異なる出力部へ出射することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、光ＣＤＭＡ復号器であって、ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部並びに第１の出力部及び第２の出力部を含む少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、前記複数の可変遅延線と同一導波路基板状に形成され前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部及び前記第２の出力部とそれぞれ接続された入力部及び複数の出力部を有する第１の波長合波器と、前記第１の波長合波器と同一導波路基板状に形成され、前記第１の波長合波器の前記複数の出力部とそれぞれ接続された複数の入力部及び２つの出力部を有する第２の波長合波器と、前記第２の波長合波器の前記２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、前記第１の波長合波器および第２の波長合波器は、前記波長分波器の波長間隔と等しいチャネル間隔を有し、前記第１の波長合波器は、前記複数の可変遅延線の前記第１の出力部及び前記第２の出力部が交差することなく前記複数の可変遅延線と順次接続され、前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から入射する光パルスと前記可変遅延線の各々の前記第２の出力部から入射する光パルスとを、当該第１の波長合波器の前記複数の出力部の異なる出力部へ出射し、当該第１の波長合波器の隣り合う入力部から入射する同一波長の光パルスを、当該第１の波長合波器の前記複数の出力部の隣り合う出力部へ出射するとともに、当該第１の波長合波器の隣り合う入力部から入射する互いに異なる波長の光パルスを、当該第１の波長合波器の前記複数の出力部の同一の出力部へ出射し、前記第２の波長合波器は、前記第１の波長合波器の前記複数の出力部から入射する光パルスのうち前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から出射した光パルスと前記可変遅延線の各々の前記第２の出力部から出射した光パルスとを、当該第２の波長合波器の前記２つの出力部の異なる出力部へ出射することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、光ＣＤＭＡ復号器であって、ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部並びに第１の出力部及び第２の出力部を含む少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、前記複数の可変遅延線と同一導波路基板状に形成され、前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部及び前記第２の出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する波長合波器と、前記波長合波器の前記２つの出力部のそれぞれと接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、前記波長合波器は、前記複数の可変遅延線の前記第１の出力部及び前記第２の出力部が交差することなく前記複数の可変遅延線と順次接続され、前記波長分波器のチャネル間隔の半分の波長間隔を有し、前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から出射した光パルスと前記可変遅延線の各々の前記第２の出力部から出射した光パルスとを、当該波長合波器の前記２つの出力部の異なる出力部へ出射することを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、光ＣＤＭＡ復号器であって、ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する複数の入力部及び複数の出力部を有する波長合分波器と、前記波長合分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部及び前記波長合分波器の前記複数の入力部の１つとそれぞれ接続された第１の出力部及び第２の出力部を含む少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、前記波長合分波器の前記複数の出力部のうち、前記可変遅延線の前記入力部と接続されていない２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、前記波長合分波器は、前記波長合分波器の前記複数の入力部のうちの前記可変遅延線の前記第１の出力部及び前記第２の出力部と接続されていない入力部から入射する光パルスを波長分波して、前記波長合分波器の前記複数の出力部のうちの前記可変遅延線の前記入力部と接続された出力部へ出射し、前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から入射する光パルスと前記第２の出力部から入射する光パルスとを、前記波長合分波器の前記複数の出力部のうちの前記方向性結合器と接続された異なる出力部へ出射することを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光ＣＤＭＡ復号器であって、前記波長合波器、波長分波器、及び波長合分波器の少なくとも１つは、アレイ導波路格子であることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至５のいずれかに記載の光ＣＤＭＡ復号器であって、前記可変遅延線は、ラティス型回路であり、複数箇所で近接する導波路長の等しい２本の導波路で構成される複数の第２の方向性結合器からなる複数の対称マッハツェンダ型のスイッチと、前記スイッチを介して縦続接続される導波路長の異なる２本の導波路からなる１つ又は複数の導波路の組とを備えたことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の光ＣＤＭＡ復号器であって、前記導波路の組の組数をＮ（Ｎは１以上の整数）としたとき、前記２本の導波路の組における前記２本の導波路の導波路長差は、前記２本の導波路の組毎に異なり、ΔＬ、２ΔＬ、２^２ΔＬ、・・・、２^Ｎ-1ΔＬのいずれかであることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、光信号を時間領域及び波長領域で符号化及び復号化する光ＣＤＭＡ通信システムであって、請求項１乃至８に記載の光ＣＤＭＡ復号器を任意の組み合わせで複数備えたことを特徴とする。

本発明によれば、非復号信号を完全に抑圧でき、復号信号のＳ／Ｎ比を向上することができる（理想的な自己相関、相互相関特性を持つ）復号器、及び光ＣＤＭＡ通信システムを実現することができる。復号条件が満たされる光信号は、方向性結合器での時間的コヒーレント干渉によりバランス受光器の２入力のうちどちらか一方にピーク強度パルスが入射される。サイドローブ成分は方向性結合器の出力において同一時間領域で光強度が等しい、２つの光信号に分岐されるため、バランス受光器では信号が相殺され０となり、ピーク強度信号のみ出力される。復号条件が満たされない光信号は、方向性結合器の出力において同一時間領域で光強度が等しい、２つの光信号に分岐される成分のみを持つため、バランス受光器出力では信号が相殺され０となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。
＜実施形態１＞
図３は、本発明に係る光ＣＤＭＡ復号器の第１の実施形態の構成図である。図３に示す光ＣＤＭＡ復号器は、導波路基板１０にそれぞれ形成された、入力部及び複数の出力部を有する波長分波器１２と、波長分波器１２の複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有する複数の可変遅延線１３−１〜１３−２と、各可変遅延線１３の少なくとも２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する波長合波器１４−１と、各可変遅延線１３の少なくとも２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する波長合波器１４−２と、各波長合波器１４の出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器１５と、方向性結合器１５の２つの出力部と接続されたバランス受光器１６とを備える。

バランス受光器１６は、方向性結合器１５の２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する２つの受光器（Ｏ／Ｅ変換器）１７−１〜１７−２と、２つの受光器１７の出力部と接続された電気差動増幅器１９とを備える。

導波路基板１０上の波長分波器１２と可変遅延線１３−１〜１３−２、各可変遅延線１３と２つの波長合波器１４−１〜１４−２、各波長合波器１４と方向性結合器１５、及び方向性結合器１５とバランス受光器１６は、それぞれ導波路１１によって光学的に接続されている。また、バランス受光器１６内の受光器（Ｏ／Ｅ変換器）１７−１〜１７−２と電気差動増幅器１９は電気配線１８によって電気的に接続されている。

小型化、安定化、低損失化を目的として、シリコン基板上に石英導波路（クラッド：ＳｉＯ₂、コア：ＳｉＯ₂−ＧｅＯ₂）を形成する平面光波回路技術を用いて導波路１１等の主要部分を構成している。石英導波路では実現不可能な受光素子等を含むバランス受光器１６は、半導体素子を用い、平面光波回路にハイブリッド集積している。なお、石英導波路部分を、半導体、ＬｉＮｂＯ₃（ＬＮ）あるいはＫＴａ_1-xＮｂ_xＯ₃（ＫＴＮ）等の強誘電体、ポリマー、光ファイバなど、またはこれらを複合した導波路構成で置き換えることももちろん可能である。

波長分波器１２は、入力部から入射した光ＣＤＭＡ符号化された光パルス列を波長分波して可変遅延回路１３と接続された出力部へ出射する。これにより、各可変遅延回路１３には１つの波長の光パルスが入射されることになる。

可変遅延線１３は、入力部から入射した波長分波器１２によって波長分波された光パルスにそれぞれ異なる遅延を与えて、２つの出力部へ出射する。

波長合波器１４−１は、各可変遅延線１３の出力部の１つから入射する互いに異なる波長の光パルスを合波して出力部へ出射する。これにより、合波された光パルスが方向性結合器１５の２つの入力部の一方へ入射する。同様に、波長合波器１４−２は、各可変遅延線１３の出力部の別の１つから入射する互いに異なる波長の光パルスを合波して出力部へ出射する。

方向性結合器１５は、波長合波器１４−１及び１４−２の各々で合波された光パルスを結合して２つの出力部へ出射する。

バランス受光器１６は、方向性結合器１５から入射する光パルスの光強度の差を出力する。

図４に、波長分波器１２及び波長合波器１４に適用できるアレイ導波路格子（Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ：ＡＷＧ）を示す。図４に示すアレイ導波路格子は入出力導波路２０及び２３と、スラブ導波路２１−１及び２１−２と導波路長の異なるアレイ導波路２２とを備える。ただし、これに限られるものではなく、波長分波器１２及び波長合波器１４は、導波路型マッハツェンダ型干渉計、光ファイバグレーティング、バルクフィルタなどを適用してもよい。

本実施形態における波長分波器１２に図４のＡＷＧを適用する場合、導波路１１−１を入出力導波路２０と、導波路１１−３，１１−５を入出力導波路２３と接続する。また、本実施形態における波長合波器１４−１に図４のＡＷＧを適用する場合、導波路１１−１０を入出力導波路２０と、導波路１１−６，１１−８を入出力導波路２３と接続する。本実施形態における波長合波器１４−２に図４のＡＷＧを適用する場合も同様である。

図５に、ラティス型回路構成を用いた可変遅延線１３の構成例を示す。図５の可変遅延線は、２入力２出力の複数の対称マッハツェンダ型スイッチ２５−１〜２５−５と、スイッチ２５−１〜２５−５を介して縦続接続される導波路長の異なる２本の導波路２４からなる導波路の組（２４−３と２４−４の組、２４−５と２４−６の組等）とを備える。スイッチ２５−１〜２５−５を介して縦続接続される導波路２４の少なくとも１つには屈折率制御部（位相シフタ、石英導波路の場合は熱光学位相シフタ）２７−１が構成されている。屈折率制御部２７−１は、入出力する光パルス間の相対位相を与える。図５の可変遅延線１３−２に適用した場合、導波路２４−２は図３の導波路１１−５と、導波路２４−１３及び２４−１４はそれぞれ図３の導波路１１−８及び１１−９と接続される。

各スイッチ２５は２本の導波路２４（２４−１５，２４−１７，及び２４−１９からなる導波路と、２４−１６，２４−１８，及び２４−２０からなる導波路）を有し、２本の導波路２４は複数箇所で近接する方向性結合器２６−１及び２６−２を構成する。方向性結合器２６間の導波路長は等しく、少なくとも一つの導波路には屈折率制御部（位相シフタ、石英導波路の場合は熱光学位相シフタ）２７−２が構成されている。

２つ方向性結合器２６−１及び２６−２と導波路２４−１７及び２４−１８とで対称マッハツェンダ型のスイッチ２５が構成され、屈折率制御部（位相シフタ、石英導波路の場合は熱光学位相シフタ）２７−２を用い導波路の位相を制御し光路を切り替えることによって、可変遅延機能が実現されている。

スイッチ２５を介して縦続接続される互いに長さの異なる導波路の組をＮ個（Ｎは１以上の整数）とし、各組における導波路の長さの差をΔＬ、２ΔＬ、２^２ΔＬ、・・・、２^Ｎ-1ΔＬ（順番は任意）とした場合、可変遅延線１３は、可変範囲が０〜（２^Ｎ−１）ΔＬ、可変幅がΔＬ刻みの計２^Ｎ通りの遅延を最小構成で実現することができる。導波路の組における導波路の長さの差を等しくして上記の２^Ｎ通りの遅延を実現する場合、導波路の組が（２^Ｎ−１）個必要となり、Ｎが増加するほど回路の規模に顕著な差が現れる。

図６は、本発明の実施形態に係る光ＣＤＭＡ通信システムの構成図である。本図を用いて図３の光ＣＤＭＡ復号器、及びそれを使用した光ＣＤＭＡ通信システムの動作原理、有用性を説明する。

図６の光ＣＤＭＡ通信システムは、パルス光源２８と、パルス光源２８からのパルス光をデータ変調する変調器３０と、変調器３０で変調された光パルスを光ＣＤＭＡ符号を用いて符号化する光ＣＤＭＡ符号器３１と、スターカプラ３２を介して光ＣＤＭＡ符号器３１と接続された光ＣＤＭＡ復号器３３とを備える。

図６の復号器３３として、図３に示す光ＣＤＭＡ復号器、及び以下の図１４、１５、１７，１９を参照してそれぞれ説明する光ＣＤＭＡ復号器のいずれか１種類のみを使用しても良いし、複数の種類の光ＣＤＭＡ復号器を任意に組み合わせて使用しても良い。

パルス光源２８で生成された多波長成分を持つパルス光は、変調器（Ｅ／Ｏ変換器）３０でデータ変調され、光ＣＤＭＡ符号器３１に入射される。

図７に、図６の光ＣＤＭＡ符号器３１に適用可能な光ＣＤＭＡ符号器３４の構成例を示す。光ＣＤＭＡ符号器３４は、波長合分波器３６及び３８の間にそれぞれの波長に対応した可変遅延線３７が配置されている。可変遅延線３７は、復号器と同様に図５に示す可変遅延線の構成を用い、スイッチ２５−１及び２５−５のみを強度結合率が０．５になるよう設定し、その他のスイッチ２５は設定する符号系列に従って強度結合率を０あるいは１．０に設定する。

図８に、ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列（相互に時間方向にシフトさせたときに一致する波長チップ数はたかだか１の系列）を示す。なお簡単のため系列長は４としている。

ＯＣＣ系列のうち、符号系列Ａ及びＣを光ＣＤＭＡ符号器３１−１に割り当て、符号系列Ｂ及びＤを光ＣＤＭＡ符号器３１−２に割り当てるものとし、光ＣＤＭＡ符号器３１−１は光ＣＤＭＡ復号器３３−１と通信（ＣＤＭＡ符号器３１−１のデータを復号する。）し、光ＣＤＭＡ符号器３１−２は光ＣＤＭＡ復号器３３−２と通信（ＣＤＭＡ符号器３１−２のデータを復号する。）するものとする。

図９（ａ）及び（ｂ）に、光ファイバあるいは光導波路等の光配線２９−７及び２９−８における光パルスの様子をそれぞれ示す。

光ＣＤＭＡ符号器において可変遅延線３７の屈折率制御部（位相シフタ）２７−１を用いて光パルス間の相対位相差を与えている。なお符号器、復号器中、可変遅延線以外の対応する部分（例えば図３中、導波路１１−３と１１−５、１１−６〜１１−９、１１−１０と１１−１１、１１−１２と１１−１３、電気配線１８−１と１８−２）の等価的な長さは、同一である。

図１０及び１１に、図６に示す光ＣＤＭＡ復号器３３−１に図３に示す光ＣＤＭＡ復号器を適用した場合の導波路１１−１０及び１１−１１における光パルスの様子をそれぞれ示す。図１０及び１１はそれぞれ、図９（ａ）及び（ｂ）に示した符号化パルスが３３−１に入射した場合を示す。なお、光ＣＤＭＡ復号器１０の可変遅延線におけるスイッチ２５−１のみを強度結合率が０．５になるように設定し、その他のスイッチ２５は設定符号に従って強度結合率を０あるいは１．０に設定している。図９と同様に、可変遅延線の屈折率制御部（位相シフタ）２７−１を用いてパルス間の相対位相差の調整を行っている。

方向性結合器１５が導波路を近接させた構成で強度結合率が０．５の場合、同じ波長成分は干渉し、異なる波長成分は干渉しない。従って、導波路１１−１２及び１１−１３における光パルスは、図１２（ａ）及び（ｂ）に示すものとなる。図１２（ａ）及び（ｂ）はそれぞれ、図１０及び１１に示した光パルスが方向性結合器１５に入射した場合の様子を示す。

バランス受光器１６は、入射波長成分にかかわらず入力光強度の差成分を出力する。従って、図１２（ａ）及び（ｂ）の光パルスをバランス受光器１６に入力した場合、電気差動増幅器１９からの最終電気出力１８−３はそれぞれ、図１３（ａ）及び（ｂ）となる。図１２（ａ）におけるピークパルス以外は、差し引き０となり出力されない。図１３の結果はすなわち、自己相関信号（所望信号、符号器と復号器との符号に整合がある場合の信号）はサイドローブなしで得られ、相互相関信号（不要信号、符号器と復号器との符号に整合がない場合の信号）は０に抑圧される理想的な受信特性が得られることを示している。

なお上記の説明では、簡単のためＯＣＣ系列長を４としたが、他の系列長のＯＣＣ系列、ＯＣＣ系列以外の系列を用いた場合でも、理想的な受信特性が得られる。

＜実施形態２＞
図１４は、本発明の係る光ＣＤＭＡ復号器の第２の実施形態の構成例である。図１４に示す光ＣＤＭＡ復号器は、導波路基板４０にそれぞれ形成された、入力部及び複数の出力部を有する波長分波器４２と、波長分波器の複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有する複数の可変遅延線４３−１〜４３−２と、各可変遅延線の少なくとも２つの出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する波長合波器４４と、波長合波器の２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器４５と、方向性結合器の２つの出力部と接続されたバランス受光器４６とを備える。

バランス受光器４６は、方向性結合器４５の２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）４７−１と、方向性結合器４５の２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）４７−２と、２つの受光器の出力部と接続された電気差動増幅器４９とを備える。

導波路基板４０上の波長分波器４２と可変遅延線４３−１〜４３−２、各可変遅延線と波長合波器４４、波長合波器と方向性結合器４５、及び方向性結合器とバランス受光器４６は、それぞれ導波路４１によって光学的に接続されている。また、バランス受光器４６内の受光器（Ｏ／Ｅ変換器）４７−１〜４７−２と電気差動増幅器４９は電気配線４８によって電気的に接続されている。

本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板４０、波長分波器４２、可変遅延線４３−１〜４３−２、方向性結合器４５、及びバランス受光器４６は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板１０、波長分波器１２、可変遅延線１３−１〜１３−２、方向性結合器１５、及びバランス受光器１６と同一の構成であり、また、本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器のバランス受光器４６が備える受光器４７−１及び４７−２並びに電気差動増幅器４９は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器中のバランス受光器１６が備える受光器１７−１及び１７−２並びに電気差動増幅器１９と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。

図３に示す第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器は２つの波長合波器（ＡＷＧ）１４−１及び１４−２を使用したが、図１４に示す本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器は、入力ポートの多い１つの波長合波器４４を使用している。

波長合波器４４は、１つの可変遅延線から入射する２つの光パルスをそれぞれ異なる出力部へ出射する。また、波長合波器４４は、ある可変遅延線から入射される光パルスを、他の可変遅延線から入射される波長の異なる光パルスと合波して同一の出力部へ出射する。例えば、図１４の波長合波器４４は、導波路４１−６及び４１−８からの入力を導波路４１−１１へ出力し、導波路４１−７及び４１−９からの入力を導波路４１−１０へ出力する。したがって、本実施形態と第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器では、同じ動作が得られる。このような入出力特性を有する波長合波器は、例えばＡＷＧを用いて実現することができる。

本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器では、波長合波器の個数を１つとしたことにより、２つ使用した場合の作製誤差等による素子間の波長等の特性ばらつきを除去でき、コストを削減できる。

＜実施形態３＞
図１５は、本発明に係る光ＣＤＭＡ復号器の第３の実施形態の構成例である。図１５に示す光ＣＤＭＡ復号器は、導波路基板５０にそれぞれ形成された、入力部及び複数の出力部を有する波長分波器５２と、波長分波器の複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有する複数の可変遅延線５３−１〜５３−２と、各可変遅延線の少なくとも２つの出力部と接続された入力部及び複数の出力部を有する第１の波長合波器５４−１と、第１の波長合波器の複数の出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する第２の波長合波器５４−２と、第２の波長合波器の２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器５５と、方向性結合器の２つの出力部と接続されたバランス受光器５６とを備える。

バランス受光器５６は、方向性結合器５５の２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）５７−１と、方向性結合器５５の２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）５７−２と、２つの受光器の出力部と接続された電気差動増幅器５９とを備える。

導波路基板５０上の波長分波器５２と可変遅延線５３−１〜５３−２、各可変遅延線と第１の波長合波器５４−１、第１の波長合波器５４−１と第２の波長合波器５４−２、第２の波長合波器５４−２と方向性結合器５５、及び方向性結合器とバランス受光器５６は、それぞれ導波路５１によって光学的に接続されている。また、バランス受光器５６内の受光器（Ｏ／Ｅ変換器）５７−１〜５７−２と電気差動増幅器５９は電気配線５８によって電気的に接続されている。

本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板５０、波長分波器５２、可変遅延線５３−１〜５３−２、方向性結合器５５、及びバランス受光器５６は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板１０、波長分波器１２、可変遅延線１３−１〜１３−２、方向性結合器１５、及びバランス受光器１６と同一の構成であり、また、本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器のバランス受光器５６が備える受光器５７−１及び５７−２並びに電気差動増幅器５９は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器中のバランス受光器１６が備える受光器１７−１及び１７−２並びに電気差動増幅器１９と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。

第１及び２の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器（図３及び１４）では、可変遅延線（１３及び４３）と波長合波器（ＡＷＧ）（１４及び４４）とを接続する導波路（１１及び４１）に交差が生じ、本質的ではない不要損失が生じる。そこで本実施形態では、可変遅延線５３−１〜５３−２と第１の波長合波器（ＡＷＧ）５４−１とを接続する導波路５１−６〜５１−９に交差が生じさせないための第１の波長合波器５４−１及び第２の波長合波器５４−２を使用することで、本質的ではない不要損失を抑制する。

図１６に、第１の波長合波器５４−１及び第２の波長合波器５４−２の詳細構成並びに波長入出力の様子を示す。第１の波長合波器（ＡＷＧ）５４−１は、２Ｋ個（Ｋは２以上の整数）の入力部とＫ＋１個の出力部を有する。第２の波長合波器５４−２は、Ｋ＋１個の入力部と２個の出力部を有する。第１の波長合波器５４−１の出力部は、第２の波長合波器５４−２の入力部と接続されている。

第１の波長合波器５４−１及び第２の波長合波器５４−２は、図４に示したＡＷＧを適用してそれぞれ構成することができる。なお、この場合、導波路２２の頭頂部が互いに上下反転する（第１の波長合波器５４−１において頭頂部が上向き、第２の波長合波器５４−２において頭頂部が下向きとなる）ように導波路基板５０に形成される。

第１の波長合波器５４−１及び第２の波長合波器５４−２のチャネル間隔は、入射される光パルスの波長λ１、λ２、・・・、λＫの波長間隔に等しく、第１の波長合波器（ＡＷＧ）５４−１の２Ｋ個の入力部は、互いに交差しない導波路５１で１対１に順次接続されている。より詳細には、第１の波長合波器（ＡＷＧ）５４−１の２Ｋ個の入力部は、波長λ１の光パルスを出射する可変遅延線の２個の出力部、波長λ２の光パルスを出射する可変遅延線の２個の出力部、・・・、及び波長λＫの光パルスを出射する可変遅延線の２個の出力部と順次接続されている。

これにより、各可変遅延線から出射される２つの光パルスは、図１６に示すように順次第１の波長合波器（ＡＷＧ）５４−１へ入射する。例えば、可変遅延線５３−１の２つの出力部からはλ１の光パルスがそれぞれ出射され、可変遅延線５３−２の２つの出力部からはλＫの光パルスがそれぞれ出射され、合計２Ｋ個の光パルスが第１の波長合波器（ＡＷＧ）５４−１へ入射される。

図１６において、波長を示す文字を囲む実線及び破線枠は、同一の可変遅延線の異なる出力部から出射された光パルスを区別するためのものである。

第１の波長合波器５４−１は、２Ｋ個の入力部のうちの隣り合う入力部へ入射した光パルスのうち同一波長の光パルスを、ＡＷＧの周回性によりＫ＋１個の出力部のうちの隣り合う出力部へ出射する。また、第１の波長合波器５４−１は、２Ｋ個の入力部のうちの隣り合う入力部へ入射した光パルスのうち互いに異なる波長の光パルスを、ＡＷＧの周回性によりＫ＋１個の出力部のうちの同一の出力部へ出射する。

また、第２の波長合波器５４−２は、ＡＷＧの周回性により、Ｋ＋１個の入力部のうちの隣り合う入力部から入射した同一波長の光パルスを２個の異なる出力部に別々に出射する。かつ、第２の波長合波器５４−２は、ＡＷＧの周回性により、Ｋ＋１個の入力部のうちの同一の入力部から入射した互いに異なる波長の光パルスを、２個の異なる出力部に別々に出射する。

＜実施形態４＞
図１７は、本発明に係わる光ＣＤＭＡ復号器の第４の実施形態の構成例である。図１７に示す光ＣＤＭＡ復号器は、導波路基板７０にそれぞれ形成された、入力部及び複数の出力部を有する波長分波器７２と、波長分波器の複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有する複数の可変遅延線７３−１〜７３−２と、各可変遅延線の少なくとも２つの出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する波長合波器７４と、波長合波器の２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器７５と、方向性結合器の２つの出力部と接続されたバランス受光器７６とを備える。波長合波器７４のチャネル間隔は、波長分波器７２のチャネル間隔の半分である。

バランス受光器７６は、方向性結合器７５の２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）７７−１と、方向性結合器７５の２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）７７−２と、２つの受光器の出力部と接続された電気差動増幅器７９とを備える。

導波路基板７０上の波長分波器７２と可変遅延線７３−１〜７３−２、各可変遅延線と波長合波器７４、波長合波器と方向性結合器７５、及び方向性結合器とバランス受光器７６は、それぞれ導波路７１によって光学的に接続されている。また、バランス受光器７６内の受光器（Ｏ／Ｅ変換器）７７−１〜７７−２と電気差動増幅器７９は電気配線７８によって電気的に接続されている。

本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板７０、波長分波器７２、可変遅延線７３−１〜７３−２、方向性結合器７５、及びバランス受光器７６は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板１０、波長分波器１２、可変遅延線１３−１〜１３−２、方向性結合器１５、及びバランス受光器１６と同一の構成であり、また、本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器のバランス受光器７６が備える受光器７７−１及び７７−２並びに電気差動増幅器７９は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器中のバランス受光器１６が備える受光器１７−１及び１７−２並びに電気差動増幅器１９と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。

本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器は、図１４に示す第２の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器と同様に入力ポートの多い１つの波長合波器７４を使用するが、第３の実施形態と同様に可変遅延線７３−１〜７３−２と波長合波器７４とを接続する導波路７１−６〜７１−９に交差が生じさせないための波長合波器７４を使用することで、本質的ではない交差による不要損失を抑制する。

波長合波器７４は、１つの可変遅延線から入射する波長の等しい２つの光パルスをそれぞれ異なる出力部へ出射する。また、波長合波器７４は、ある可変遅延線から入射される光パルスの一方と、他の可変遅延線から入射される波長の異なる光パルスの一方とを合波して同一の出力部へ出射する。

図１８に、波長合波器７４における波長入出力の様子を示す。図１８において、波長を示す文字を囲む実線及び破線枠は、同一の可変遅延線の異なる出力部から出射された光パルスを区別するためのものである。図１８に示す波長合波器７４は、２Ｋ個（Ｋは２以上の整数）の入力部と２個の出力部を有する場合の例である。波長合波器（ＡＷＧ）７４のチャネル間隔は、波長分波器７２のチャネル間隔の半分である。したがって、入射される光パルスの波長λ１、λ２、・・・、λＫの波長間隔は、波長合波器（ＡＷＧ）７４のチャネル間隔の２倍である。

波長合波器７４の２Ｋ個の入力部は、第３の実施形態の波長合波器５４−１の入力部と同様に、互いに交差しない導波路７１で１対１に順次接続されている。

波長合波器７４は、２Ｋ個の入力部のうちの隣り合う入力部へ入射した光パルスのうち同一波長の光パルスを、ＡＷＧの周回性により２個の異なる出力部に別々に出射する。かつ、波長合波器７４は、２Ｋ個の入力部のうちの１つおきの入力部へ入射した光パルスのうち互いに異なる波長の光パルスを、ＡＷＧの周回性により２個の出力部のうちの同一の出力部へ出射する。

このように、チャネル間隔が波長分波器７２のチャネル間隔の半分である波長合波器７４を用いることによって、導波路７１−６〜７１−９を交差させることなく、第１及び第２の実施形態の波長合波器１４−１、１４−２及び４４と同じ波長合波特性を実現でき、また全体として第１及び第２の光ＣＤＭＡ復号器と同じ動作を実現できる。

第３の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器では、可変遅延線５３−１〜５３−２と波長合波器５４−１とを接続する導波路５１−６〜５１−９を交差させないように構成するために、波長分波器５２のチャネル間隔と同じチャネル間隔を有する波長合波器５４−１及び５４−２を２段に縦続接続したが、本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器は、１つの光合波器７４を用いるため、構成の簡略化によるコストの低減及び損失低減が可能である。一方、各波長チャネルのチャネル帯域の観点からは、波長分波器５２のチャネル間隔と同じチャネル間隔を有する波長合波器５４−１及び５４−２を２段に縦続接続した第３の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器の方が、波長分波器７２のチャネル間隔の半分のチャネル間隔を有する波長合波器７４を１段用いた本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器よりも利点がある。

＜実施形態５＞
図１９は、本発明に係わる光ＣＤＭＡ復号器の第５の実施形態の構成例である。図１９に示す光ＣＤＭＡ復号器は、導波路基板６０にそれぞれ形成された、複数の入力部及び複数の出力部を有する波長合分波器６２と、波長合分波器の複数の出力部の１つと接続された入力部及び波長合分波器の複数の入力部の１つとそれぞれ接続された少なくとも２つの出力部を有する複数の可変遅延線６３−１〜６３−２と、波長合分波器の複数の出力部のうちの２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器６４と、方向性結合器の２つの出力部と接続されたバランス受光器６５とを備える。

バランス受光器６５は、方向性結合器６４の２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）６６−１と、方向性結合器６４の２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する受光器（Ｏ／Ｅ変換器）６６−２と、２つの受光器の出力部と接続された電気差動増幅器６８とを備える。

導波路基板６０上の波長合分波器６２と可変遅延線６３−１〜６３−２、波長合分波器６２と方向性結合器６４、及び方向性結合器とバランス受光器６５は、それぞれ導波路６１によって光学的に接続されている。また、バランス受光器６５内の受光器（Ｏ／Ｅ変換器）６６−１〜６６−２と電気差動増幅器６８は電気配線６７によって電気的に接続されている。

本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板６０、可変遅延線６３−１〜６３−２、方向性結合器６４、及びバランス受光器６５は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が備える導波路基板１０、可変遅延線１３−１〜１３−２、方向性結合器１５、及びバランス受光器１６と同一の構成であり、また、本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器のバランス受光器６５が備える受光器６６−１及び６６−２並びに電気差動増幅器６８は、それぞれ第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器のバランス受光器１６が備える受光器１７−１及び１７−２並びに電気差動増幅器１９と同一の構成であるので、詳細な説明は省略する。

図１４に示す第２の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器が、可変遅延線４３−１〜４３−２の出力部から出射される光パルスを方向性結合器４５へ入射する波長合波器４４を１つとすることで、図３に示す第１の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器と比較して、波長合波器間の波長等の特性ばらつきを除去し、コストを削減したのに対し、図１９に示す本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器は、入射光パルスを波長分波して可変遅延線へ入射する波長分波器（図１４の符号４２）の機能と可変遅延線から出射される光パルスを方向性結合器へ入射する波長合波器（図１４の符号４４）の機能とを、一つの波長合分波器６２で実現するように構成されている。

波長合分波器６２は、複数の入力部の１つに入射された光パルスを波長分波して、可変遅延線６３−１〜６３−２の入力部が接続された出力部へ出射する。

また、波長合分波器６２は、各可変遅延線６３−１〜６３−２の少なくとも２つの出力部から複数の入力部へ入射された光パルスを合波して、方向性結合器の２つの入力部と接続された出力部へ出射する。この時、波長合分波器６２は、可変遅延線の異なる出力部から入射された同一波長の光パルス同士がそれぞれ方向性結合器の別の入力部へ入射されるように合波する。例えば、導波路６１−６からの入射された光パルス（λ１）は、導波路６１−８からの入射された光パルス（λＫ）と合波されて導波路６１−１０へ出射され、導波路６１−７からの入射された光パルス（λ１）は、導波路６１−９からの入射された光パルス（λＫ）と合波されて導波路６１−１１へ出射される。

これにより、第１乃至４の実施形態の光ＣＤＭＡ復号器と同一の機能を達成でき、図１４の合波器及び分波器を１つずつ使用した場合よりもさらに作製誤差等による素子間の波長等の特性ばらつきを除去し、コストを削減できる。

なお、本実施形態の光ＣＤＭＡ復号器では、波長合分波器６２の出力部及び入力部に可変遅延線６３−１〜６３−２の入力部及び出力部がそれぞれ接続される例を示したが、波長合分波器６２と変遅延線６３−１〜６３−２との接続はこれに限定されるものではなく、波長合分波器６２の出力部に可変遅延線６３−１〜６３−２の入力部及び出力部が接続され、可変遅延線６３−１〜６３−２から入射した光パルスが波長合分波器６２の入力部に出射されるようにしても良い。

従来の光ＣＤＭＡ符号器、復号器、及び光ＣＤＭＡ通信システムを示す図である。 図１の光ＣＤＭＡ符号器、復号器、及び光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の光パルス列の様子を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る光ＣＤＭＡ復号器の構成図である。 波長分波器の一例（アレイ導波路格子）を示す図である。 可変遅延線の一例（ラティス型光回路）を示す図である。 本発明の光ＣＤＭＡ通信システムを示す図である。 光ＣＤＭＡ符号器の一例を示す図である。 ＯＣＣ系列の一例を示す図である。 図６の光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の光パルス列の様子を示す図である。 図６の光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の光パルス列の様子を示す図である。 図６の光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の光パルス列の様子を示す図である。 図６の光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の光パルス列の様子を示す図である。 図６の光ＣＤＭＡ通信システムを用いた場合の電気出力の様子を示す図である。 本発明の光ＣＤＭＡ復号器の第２の実施形態を示す図である。 本発明の光ＣＤＭＡ復号器の第３の実施形態を示す図である。 図１５中の波長の合波の様子を示す図である。 本発明の光ＣＤＭＡ復号器の第４の実施形態を示す図である。 図１７中の波長の合波の様子を示す図である。 本発明の光ＣＤＭＡ復号器の第５の実施形態を示す図である。

符号の説明

１ データ変調されたパルス光源
２ ラティス型回路
３ スターカプラ
４ 可変方向性結合器
５ 屈折率制御部（位相シフタ）
１０、３４、４０、５０、６０、７０ 導波路基板
１１、２４、３５、４１、５１、６１、７１ 導波路
１２、３６、４２、５２、７２ 波長分波器
１３、３７、４３、５３、６３、７３ 可変遅延線
１４、３８、４４、５４、７４ 波長合波器
１５、４５、５５、６４、７５ 方向性結合器
１６、４６、５６、６５、７６ バランス受光器
１７、４７、５７、６６、７７ 受光器（Ｏ／Ｅ変換器）
１８、４８、５８、６７、７８ 電気配線
１９、４９、５９、６８、７９ 電気差動増幅器
２０ 入力導波路
２１ スラブ導波路
２２ アレイ導波路
２３ 出力導波路アレイ
２５ 対称マッハツェンダ型スイッチ
２６ 方向性結合器
２７ 屈折率制御部（位相シフタ）
２８ パルス光源
２９ 光配線
３０ 変調器（Ｅ／Ｏ変換器）
３１ 光ＣＤＭＡ符号器
３２ スターカプラ
３３ 光ＣＤＭＡ復号器
６２ 波長合分波器

Claims (9)

1. ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、
   前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、
   前記可変遅延線の各々の前記少なくとも２つの出力部の１つと接続された入力部及び出力部を有する第１の波長合波器と、
   前記可変遅延線の各々の前記少なくとも２つの出力部の他の１つと接続された入力部及び出力部を有する第２の波長合波器と、
   前記第１及び２の波長合波器の前記出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、
   前記方向性結合器の２つの出力部と接続されたバランス受光器と
   を備えたことを特徴とする光ＣＤＭＡ復号器。
2. ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、
   前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部及び少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、
   前記可変遅延線の各々の前記少なくとも２つの出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する波長合波器と、
   前記波長合波器の前記２つの出力部のそれぞれと接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、
   前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、
   前記波長合波器は、前記可変遅延線の前記少なくとも２つの出力部から入射する各光パルスを当該波長合波器の異なる出力部へ出射することを特徴とする光ＣＤＭＡ復号器。
3. ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、
   前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部並びに第１の出力部及び第２の出力部を含む少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、
   前記複数の可変遅延線と同一導波路基板状に形成され前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部及び前記第２の出力部とそれぞれ接続された入力部及び複数の出力部を有する第１の波長合波器と、
   前記第１の波長合波器と同一導波路基板状に形成され、前記第１の波長合波器の前記複数の出力部とそれぞれ接続された複数の入力部及び２つの出力部を有する第２の波長合波器と、
   前記第２の波長合波器の前記２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、
   前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、
   前記第１の波長合波器および第２の波長合波器は、前記波長分波器の波長間隔と等しいチャネル間隔を有し、
   前記第１の波長合波器は、
   前記複数の可変遅延線の前記第１の出力部及び前記第２の出力部が交差することなく前記複数の可変遅延線と順次接続され、
   前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から入射する光パルスと前記可変遅延線の各々の前記第２の出力部から入射する光パルスとを、当該第１の波長合波器の前記複数の出力部の異なる出力部へ出射し、当該第１の波長合波器の隣り合う入力部から入射する同一波長の光パルスを、当該第１の波長合波器の前記複数の出力部の隣り合う出力部へ出射するとともに、当該第１の波長合波器の隣り合う入力部から入射する互いに異なる波長の光パルスを、当該第１の波長合波器の前記複数の出力部の同一の出力部へ出射し、
   前記第２の波長合波器は、前記第１の波長合波器の前記複数の出力部から入射する光パルスのうち前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から出射した光パルスと前記可変遅延線の各々の前記第２の出力部から出射した光パルスとを、当該第２の波長合波器の前記２つの出力部の異なる出力部へ出射することを特徴とする光ＣＤＭＡ復号器。
4. ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する入力部及び複数の出力部を有する波長分波器と、
   前記波長分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部並びに第１の出力部及び第２の出力部を含む少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、
   前記複数の可変遅延線と同一導波路基板状に形成され、前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部及び前記第２の出力部と接続された入力部及び２つの出力部を有する波長合波器と、
   前記波長合波器の前記２つの出力部のそれぞれと接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、
   前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、
   前記波長合波器は、
   前記複数の可変遅延線の前記第１の出力部及び前記第２の出力部が交差することなく前記複数の可変遅延線と順次接続され、
   前記波長分波器のチャネル間隔の半分の波長間隔を有し、
   前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から出射した光パルスと前記可変遅延線の各々の前記第２の出力部から出射した光パルスとを、当該波長合波器の前記２つの出力部の異なる出力部へ出射することを特徴とする光ＣＤＭＡ復号器。
5. ＯＣＣ（Ｏｎｅ−Ｃｏｉｎｃｉｄｅｎｃｅ Ｃｏｄｅ）系列のうち、各波長に対する遅延時間の和が一定となる相補的な２つの符号系列を用いて時間領域及び波長領域で符号化された光信号を入力する複数の入力部及び複数の出力部を有する波長合分波器と、
   前記波長合分波器の前記複数の出力部の１つと接続された入力部及び前記波長合分波器の前記複数の入力部の１つとそれぞれ接続された第１の出力部及び第２の出力部を含む少なくとも２つの出力部を有し、入力された光パルス列の波長に応じた遅延時間量が、前記符号系列のうち１系列の関係を満たす第１の光パルス列と、前記符号系列のうち他の１系列の関係を満たす第２の光パルス列とを出力する複数の可変遅延線と、
   前記波長合分波器の前記複数の出力部のうち、前記可変遅延線の前記入力部と接続されていない２つの出力部とそれぞれ接続された２つの入力部及び２つの出力部を有する方向性結合器と、
   前記方向性結合器の前記２つの出力部と接続されたバランス受光器とを備え、
   前記波長合分波器は、
   前記波長合分波器の前記複数の入力部のうちの前記可変遅延線の前記第１の出力部及び前記第２の出力部と接続されていない入力部から入射する光パルスを波長分波して、前記波長合分波器の前記複数の出力部のうちの前記可変遅延線の前記入力部と接続された出力部へ出射し、
   前記可変遅延線の各々の前記第１の出力部から入射する光パルスと前記第２の出力部から入射する光パルスとを、前記波長合分波器の前記複数の出力部のうちの前記方向性結合器と接続された異なる出力部へ出射することを特徴とする光ＣＤＭＡ復号器。
6. 前記波長合波器、波長分波器、及び波長合分波器の少なくとも１つは、アレイ導波路格子であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ＣＤＭＡ復号器。
7. 前記可変遅延線は、ラティス型回路であり、
   複数箇所で近接する導波路長の等しい２本の導波路で構成される複数の第２の方向性結合器からなる複数の対称マッハツェンダ型のスイッチと、
   前記スイッチを介して縦続接続される導波路長の異なる２本の導波路からなる１つ又は複数の導波路の組とを備えたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の光ＣＤＭＡ復号器。
8. 前記導波路の組の組数をＮ（Ｎは１以上の整数）としたとき、前記２本の導波路の組における前記２本の導波路の導波路長差は、前記２本の導波路の組毎に異なり、ΔＬ、２ΔＬ、２^２ΔＬ、・・・、２^Ｎ-1ΔＬのいずれかであることを特徴とする請求項７に記載の光ＣＤＭＡ復号器。
9. 光信号を時間領域及び波長領域で符号化及び復号化する光ＣＤＭＡ通信システムであって、
   請求項１乃至８に記載の光ＣＤＭＡ復号器を任意の組み合わせで複数備えたことを特徴とする光ＣＤＭＡ通信システム。

Images