JP3333425B2 - 光ｃｄｍａ回路および光通信システム - Google Patents
光ｃｄｍａ回路および光通信システムInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光スペクトラム拡
散通信方式において光信号の拡散変調・逆拡散復調を行
う光ＣＤＭＡ（符号分割多元接続：Code Division Mult
iple Access ）回路および光ＣＤＭＡ回路を用いた光通
信システムに関する。
散通信方式において光信号の拡散変調・逆拡散復調を行
う光ＣＤＭＡ（符号分割多元接続：Code Division Mult
iple Access ）回路および光ＣＤＭＡ回路を用いた光通
信システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】無線通信の分野で利用されているスペク
トラム拡散方式を光通信に適用すると、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デ
バイスを用いることなく、符号によってシステム的に実
現出来るので、光ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワ
ーク）や光交換において大きな利点を有する。
トラム拡散方式を光通信に適用すると、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デ
バイスを用いることなく、符号によってシステム的に実
現出来るので、光ＬＡＮ（ローカル・エリア・ネットワ
ーク）や光交換において大きな利点を有する。
【０００３】従来の光スペクトラム拡散回路としては、
図７に示すような光ファイバ合分岐および光ファイバ遅
延線を用いたものが知られている。図７の回路の送信側
においては、１×Ｎの光分岐部２４を長さがΔＬずつ
（遅延時間がΔτずつ）異なるＮ本のファイバ遅延線２
５でそれぞれ接続し、各遅延線２５は再びＮ×１の光合
波部２６に集められている。１個の光パルスが１×Ｎの
光分岐部２４に入射するとＮ個のパルス列に分けられ、
ファイバ遅延線２５の長さ、数を遅延することによって
符号系列が構成される。
図７に示すような光ファイバ合分岐および光ファイバ遅
延線を用いたものが知られている。図７の回路の送信側
においては、１×Ｎの光分岐部２４を長さがΔＬずつ
（遅延時間がΔτずつ）異なるＮ本のファイバ遅延線２
５でそれぞれ接続し、各遅延線２５は再びＮ×１の光合
波部２６に集められている。１個の光パルスが１×Ｎの
光分岐部２４に入射するとＮ個のパルス列に分けられ、
ファイバ遅延線２５の長さ、数を遅延することによって
符号系列が構成される。
【０００４】図７の受信側でも同じ様に、１×Ｎ光ファ
イバ分岐部２７、Ｎ本のファイバ遅延線２８、およびＮ
×１光ファイバ合波部２９を用いて整合フィルタを構成
し、１×Ｎ光分岐部２７に符号化されたパルス列を入射
すると、個々のパルスはＮ個のパルスに分けられるが非
コヒーレントな加算が行われて、パルスの中央にパワー
が集中する。これにより、上記ファイバ遅延線２８で構
成される拡散符号と入射信号との相関波形が得られる。
イバ分岐部２７、Ｎ本のファイバ遅延線２８、およびＮ
×１光ファイバ合波部２９を用いて整合フィルタを構成
し、１×Ｎ光分岐部２７に符号化されたパルス列を入射
すると、個々のパルスはＮ個のパルスに分けられるが非
コヒーレントな加算が行われて、パルスの中央にパワー
が集中する。これにより、上記ファイバ遅延線２８で構
成される拡散符号と入射信号との相関波形が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ファイ
バ遅延線を用いた上述のような従来の光信号の拡散変調
・逆拡散復調回路では、パワーの加算によって相関を実
現しているため、単極性の疑似雑音系列と相関をとって
いる。従って、パワーの減算が出来ないので、相互相関
の特性が悪く、ＳＮ比（信号対雑音比）が悪いという解
決すべき課題があった。
バ遅延線を用いた上述のような従来の光信号の拡散変調
・逆拡散復調回路では、パワーの加算によって相関を実
現しているため、単極性の疑似雑音系列と相関をとって
いる。従って、パワーの減算が出来ないので、相互相関
の特性が悪く、ＳＮ比（信号対雑音比）が悪いという解
決すべき課題があった。
【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
で、その目的はパワーの加算ではなく、電界での加算を
可能にすることで実質的な減算が可能となり、光スペク
トラム拡散通信方式においてＳＮ比の高い光信号の拡散
変調・逆拡散復調を行うことのできる光ＣＤＭＡ回路お
よびその光ＣＤＭＡ回路を用いた光通信システムを提供
することにある。
で、その目的はパワーの加算ではなく、電界での加算を
可能にすることで実質的な減算が可能となり、光スペク
トラム拡散通信方式においてＳＮ比の高い光信号の拡散
変調・逆拡散復調を行うことのできる光ＣＤＭＡ回路お
よびその光ＣＤＭＡ回路を用いた光通信システムを提供
することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1 の発明は、基板上に入力用光導波路、分波
用のＮチャネルアレイ格子、Ｎ個の２×２光スイッチ、
合波用のＮチャネルアレイ格子、および出力用光導波路
が形成された光回路において、前記分波用のＮチャネル
アレイ格子と前記合波用のＮチャネルアレイ格子がＮ本
の長さの等しい光導波路で結ばれており、各々の該光導
波路の一部に前記２×２光スイッチおよび位相シフタが
配置されていることを特徴とする。
め、請求項1 の発明は、基板上に入力用光導波路、分波
用のＮチャネルアレイ格子、Ｎ個の２×２光スイッチ、
合波用のＮチャネルアレイ格子、および出力用光導波路
が形成された光回路において、前記分波用のＮチャネル
アレイ格子と前記合波用のＮチャネルアレイ格子がＮ本
の長さの等しい光導波路で結ばれており、各々の該光導
波路の一部に前記２×２光スイッチおよび位相シフタが
配置されていることを特徴とする。
【０００８】ここで、前記Ｎ個の２×２光スイッチの２
つの入力ポートおよび２つの出力ポートの中で、いづれ
か１つの入力ポートおよび１つの出力ポートが２×２光
スイッチのモニタポートであるとすることができる。
つの入力ポートおよび２つの出力ポートの中で、いづれ
か１つの入力ポートおよび１つの出力ポートが２×２光
スイッチのモニタポートであるとすることができる。
【０００９】請求項３の発明は、光スペクトラム拡散通
信方式において、請求項１または２に記載の光ＣＤＭＡ
回路を複数個使用して、光信号の拡散変調を行う送信用
の光ＣＤＭＡ回路と光信号の逆拡散復調を行う受信用の
光ＣＤＭＡ回路間にスターカプラを接続したことを特徴
とする。
信方式において、請求項１または２に記載の光ＣＤＭＡ
回路を複数個使用して、光信号の拡散変調を行う送信用
の光ＣＤＭＡ回路と光信号の逆拡散復調を行う受信用の
光ＣＤＭＡ回路間にスターカプラを接続したことを特徴
とする。
【００１０】本発明は、入力用光導波路、分波用のＮチ
ャネルアレイ格子、Ｎ個の２×２光スイッチ、合波用の
Ｎチャネルアレイ格子、および出力用光導波路により形
成されており、分波用アレイ格子と合波用アレイ格子が
Ｎ本の長さの等しい光導波路で結ばれており、各々の光
導波路の一部に２×２光スイッチおよび位相シフトが配
置されていることによって、パワーではなく電界での加
算、すなわち実質的な減算が可能となり、光スペクトラ
ム拡散通信方式においてＳＮ比の高い光信号の拡散変調
・逆拡散復調を行うことができる。
ャネルアレイ格子、Ｎ個の２×２光スイッチ、合波用の
Ｎチャネルアレイ格子、および出力用光導波路により形
成されており、分波用アレイ格子と合波用アレイ格子が
Ｎ本の長さの等しい光導波路で結ばれており、各々の光
導波路の一部に２×２光スイッチおよび位相シフトが配
置されていることによって、パワーではなく電界での加
算、すなわち実質的な減算が可能となり、光スペクトラ
ム拡散通信方式においてＳＮ比の高い光信号の拡散変調
・逆拡散復調を行うことができる。
【００１１】また、本発明においては、Ｎ個の２×２光
スイッチの２つの入力ポートおよび２つの出力ポートの
中で、いづれか１つの入力ポートおよび１つの出力ポー
トが２×２光スイッチのモニタポートとなっているの
で、符号系列を構成する際に各光スイッチのパラメータ
設定が容易に行える。
スイッチの２つの入力ポートおよび２つの出力ポートの
中で、いづれか１つの入力ポートおよび１つの出力ポー
トが２×２光スイッチのモニタポートとなっているの
で、符号系列を構成する際に各光スイッチのパラメータ
設定が容易に行える。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
て図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】図１は、アレイ格子のチャネル数Ｎ＝３２
の場合の本発明の光ＣＤＭＡ回路の一実施形態を示す。
この光ＣＤＭＡ回路は、入力用光導波路１、分波用アレ
イ格子の第1 スラブ２、分波用アレイ格子のアレイ導波
路３、分波用アレイ格子の第２スラブ４、Ｎ本の接続用
導波路１０、Ｎ個の２×２光スイッチ５、位相シフト
６，７、Ｎ本の接続用導波路１１、合波用アレイ格子の
第２スラブ１２、合波用アレイ格子のアレイ導波路１
３、合波用アレイ格子の第1 スラブ１４、および出力用
光導波路１５を、基板１６上に形成して構成したもので
ある。
の場合の本発明の光ＣＤＭＡ回路の一実施形態を示す。
この光ＣＤＭＡ回路は、入力用光導波路１、分波用アレ
イ格子の第1 スラブ２、分波用アレイ格子のアレイ導波
路３、分波用アレイ格子の第２スラブ４、Ｎ本の接続用
導波路１０、Ｎ個の２×２光スイッチ５、位相シフト
６，７、Ｎ本の接続用導波路１１、合波用アレイ格子の
第２スラブ１２、合波用アレイ格子のアレイ導波路１
３、合波用アレイ格子の第1 スラブ１４、および出力用
光導波路１５を、基板１６上に形成して構成したもので
ある。
【００１４】また、８は各々Ｎ個の２×２光スイッチ５
の１つの入力ポートをモニタ用入力ポートとしたもので
あり、９は各々Ｎ個の２×２光スイッチ５の１つの出力
ポートをモニタ用出力ポートとしたものである。
の１つの入力ポートをモニタ用入力ポートとしたもので
あり、９は各々Ｎ個の２×２光スイッチ５の１つの出力
ポートをモニタ用出力ポートとしたものである。
【００１５】本発明の上記光ＣＤＭＡ回路は、次のよう
に石英系光導波路作製技術を用いて作製した。
に石英系光導波路作製技術を用いて作製した。
【００１６】まず、Ｓｉ基板上に火炎堆積法によってＳ
ｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、その層の上に、次にＧ
ｅＯ2 をドーパントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコ
ア層を堆積した後に、電気炉で透明ガラス化した。
ｉＯ2 下部クラッド層を堆積し、その層の上に、次にＧ
ｅＯ2 をドーパントとして添加したＳｉＯ2 ガラスのコ
ア層を堆積した後に、電気炉で透明ガラス化した。
【００１７】次に、上述の図１に示すようなパターンを
用いて上記コア層をエッチングして光導波路部分１，
３，１０，１１，１３，１５を作製した。最後に、再び
ＳｉＯ2 上部クラッド層を堆積した。また、２×２光ス
イッチ５および位相シフタ６、７に用いる薄膜ヒータは
上部クラッド層の上に配置した。
用いて上記コア層をエッチングして光導波路部分１，
３，１０，１１，１３，１５を作製した。最後に、再び
ＳｉＯ2 上部クラッド層を堆積した。また、２×２光ス
イッチ５および位相シフタ６、７に用いる薄膜ヒータは
上部クラッド層の上に配置した。
【００１８】図２は、図１における２×２光スイッチ５
を拡大した図である。図２の（ａ）は２×２光スイッチ
５を構成するマッハ・ツェンダー干渉計の平面図であ
り、図２の（ｂ）および図２の（ｃ）は図２の（ａ）の
それぞれ切断線Ａ−Ａ′およびＢ−Ｂ′における拡大断
面図である。基板５１の上の石英系ガラス光導波路５２
と５３は、互いに２箇所で間隔数μｍにまで近接して、
２個の方向性結合器５４，５５を構成している。この方
向性結合器５４，５５の結合率は、その結合部の導波路
間隔や長さの調節により５０％に設定されている。２個
の方向性結合器５４，５５の間における光導波路５２，
５３の長さは等しく設定されており、この光導波路のク
ラッド層５７の上部には、薄膜ヒータ５６ａ，５６ｂが
設置されている（図２の（ｃ）参照）。
を拡大した図である。図２の（ａ）は２×２光スイッチ
５を構成するマッハ・ツェンダー干渉計の平面図であ
り、図２の（ｂ）および図２の（ｃ）は図２の（ａ）の
それぞれ切断線Ａ−Ａ′およびＢ−Ｂ′における拡大断
面図である。基板５１の上の石英系ガラス光導波路５２
と５３は、互いに２箇所で間隔数μｍにまで近接して、
２個の方向性結合器５４，５５を構成している。この方
向性結合器５４，５５の結合率は、その結合部の導波路
間隔や長さの調節により５０％に設定されている。２個
の方向性結合器５４，５５の間における光導波路５２，
５３の長さは等しく設定されており、この光導波路のク
ラッド層５７の上部には、薄膜ヒータ５６ａ，５６ｂが
設置されている（図２の（ｃ）参照）。
【００１９】この光スイッチ要素は、全体としてマッハ
ツェンダ干渉計を構成しており、薄膜ヒータ５６ａ，５
６ｂに電流を流さないオフ状態では、光導波路５２の左
端から入力した信号光は、光導波路５３の右端から出力
され、光導波路５３の左端から入力した信号光は、光導
波路５２の右端から出力される、いわゆるクロスポート
状態にある。
ツェンダ干渉計を構成しており、薄膜ヒータ５６ａ，５
６ｂに電流を流さないオフ状態では、光導波路５２の左
端から入力した信号光は、光導波路５３の右端から出力
され、光導波路５３の左端から入力した信号光は、光導
波路５２の右端から出力される、いわゆるクロスポート
状態にある。
【００２０】ところが、薄膜ヒータ５６ａ，５６ｂのい
ずれか一方に電流を流し、その下部の光導波路の温度を
上昇させて、熱光学効果により２個の方向性結合器５
４，５５間にπ（ラディアン）相当の位相差を発生させ
ると、光導波路５２の左端から入力した信号光は、その
まま光導波路５２の右端から出力され、光導波路５３の
左端から入力した信号光は、そのまま光導波路５３の右
端から出力される、いわゆるスルーポート状態に切り替
えられる。また、０〜π（ラディアン）の間の位相差を
発生させた場合には、光導波路５２（または５３）の左
端から入力し光導波路５３（または５２）の右端から出
力される光の量を０〜１（最大値を１に規格化した場
合）の間の任意の値に設定することができる。
ずれか一方に電流を流し、その下部の光導波路の温度を
上昇させて、熱光学効果により２個の方向性結合器５
４，５５間にπ（ラディアン）相当の位相差を発生させ
ると、光導波路５２の左端から入力した信号光は、その
まま光導波路５２の右端から出力され、光導波路５３の
左端から入力した信号光は、そのまま光導波路５３の右
端から出力される、いわゆるスルーポート状態に切り替
えられる。また、０〜π（ラディアン）の間の位相差を
発生させた場合には、光導波路５２（または５３）の左
端から入力し光導波路５３（または５２）の右端から出
力される光の量を０〜１（最大値を１に規格化した場
合）の間の任意の値に設定することができる。
【００２１】次に、図３は図１における位相シフタ６，
７の拡大図および断面図である。基板６３上の光導波路
６１のクラッド層６４の上部には、薄膜ヒータ６２が設
置されている。この薄膜ヒータ６２に電流を流すとその
下部の光導波路６１の温度を上昇させ、熱光学効果によ
り光導波路６１の屈折率が上昇する。このときの屈折率
変化をδｎ、ヒータ６２の長さをｌ（アルファベットの
エル）、光の波長をλとすると
７の拡大図および断面図である。基板６３上の光導波路
６１のクラッド層６４の上部には、薄膜ヒータ６２が設
置されている。この薄膜ヒータ６２に電流を流すとその
下部の光導波路６１の温度を上昇させ、熱光学効果によ
り光導波路６１の屈折率が上昇する。このときの屈折率
変化をδｎ、ヒータ６２の長さをｌ（アルファベットの
エル）、光の波長をλとすると
【００２２】
【数１】
【００２３】なる位相変化φをもたらすことができる。
【００２４】このようにして作製した本発明の光ＣＤＭ
Ａ回路を用いて行った光スペクトラム拡散通信方式の光
信号の拡散変調・逆拡散復調回路の動作について以下に
説明する。
Ａ回路を用いて行った光スペクトラム拡散通信方式の光
信号の拡散変調・逆拡散復調回路の動作について以下に
説明する。
【００２５】図４は、本発明の光ＣＤＭＡ回路を送受信
に用いた通信システムの構成を示す図である。ここで、
１７は送信用光ＣＤＭＡ回路、１８はスターカプラ、お
よび１９は受信用光ＣＤＭＡ回路である。送信用光ＣＤ
ＭＡ回路１７の入力用光導波路１に入射した繰り返し時
間Ｔの信号パルス２０（図５に詳細を示す）の繰り返し
パルス波形をｆ（ｔ）とすると、ｆ（ｔ）は次式（２）
のように表される。
に用いた通信システムの構成を示す図である。ここで、
１７は送信用光ＣＤＭＡ回路、１８はスターカプラ、お
よび１９は受信用光ＣＤＭＡ回路である。送信用光ＣＤ
ＭＡ回路１７の入力用光導波路１に入射した繰り返し時
間Ｔの信号パルス２０（図５に詳細を示す）の繰り返し
パルス波形をｆ（ｔ）とすると、ｆ（ｔ）は次式（２）
のように表される。
【００２６】
【数２】
【００２７】ここで、sech（ｔ）はパルスの波形を表し
ており、Ａは定数である。
ており、Ａは定数である。
【００２８】上記繰り返しパルス波形ｆ（ｔ）の周波数
スペクトルは、ｆ（ｔ）のフーリエ変換として次式
（３）で与えられる。
スペクトルは、ｆ（ｔ）のフーリエ変換として次式
（３）で与えられる。
【００２９】
【数３】
【００３０】ここで、δ（）はデルタ関数であり、ｆ0
＝ω0 ／２πである。式（３）から明らかなように、Ｆ
（ｆ）は１／Ｔ（Ｈｚ）おきの線スペクトルとなる。
＝ω0 ／２πである。式（３）から明らかなように、Ｆ
（ｆ）は１／Ｔ（Ｈｚ）おきの線スペクトルとなる。
【００３１】図１および図４のアレイ格子の周波数チャ
ネル間隔は１／Ｔ（Ｈｚ）に設定されているので、ｌ＝
１〜Ｎの各スペクトラム成分は分波用アレイ格子２，
３，４で分波されて、接続用導波路１０、Ｎ個の２×２
光スイッチ５、位相シフタ６，７に導かれる。ここで、
ｌ番目のスペクトル成分に次のような符号化関数Ｃ
（ｆ）を掛け合わせる。
ネル間隔は１／Ｔ（Ｈｚ）に設定されているので、ｌ＝
１〜Ｎの各スペクトラム成分は分波用アレイ格子２，
３，４で分波されて、接続用導波路１０、Ｎ個の２×２
光スイッチ５、位相シフタ６，７に導かれる。ここで、
ｌ番目のスペクトル成分に次のような符号化関数Ｃ
（ｆ）を掛け合わせる。
【００３２】
【数４】
【００３３】上式（４）の振幅値ａl は２×２光スイッ
チ５で実現され、位相シフト量φl は位相シフタ６，７
で実現される。
チ５で実現され、位相シフト量φl は位相シフタ６，７
で実現される。
【００３４】符号化関数Ｃ（ｆ）を掛け合わされたスペ
クトラム成分Ｇ（ｆ）＝Ｆ（ｆ）×Ｃ（ｆ）は以下の式
（５）のように表される。
クトラム成分Ｇ（ｆ）＝Ｆ（ｆ）×Ｃ（ｆ）は以下の式
（５）のように表される。
【００３５】
【数５】
【００３６】符合化されたスペクトル成分Ｇ（ｆ）はＮ
本の接続用導波路１１、合波用アレイ格子１２，１３，
１４を通って出力用光導波路１５に導かれる。このとき
の光電界ｇ（ｔ）は、符合化された各線スペクトルによ
る正弦波電界の和として次式（６）のように与えられ
る。
本の接続用導波路１１、合波用アレイ格子１２，１３，
１４を通って出力用光導波路１５に導かれる。このとき
の光電界ｇ（ｔ）は、符合化された各線スペクトルによ
る正弦波電界の和として次式（６）のように与えられ
る。
【００３７】
【数６】
【００３８】図４の２１（図５に詳細を示す）は適当な
符合化振幅および位相シフト（ａl，φl ）の組合せに
よって符合化された符合化パルスの一例である。このよ
うな符合化パルス２１は、図４のスターカプラ１８によ
ってＣＤＭＡネットワークに分配される。
符合化振幅および位相シフト（ａl，φl ）の組合せに
よって符合化された符合化パルスの一例である。このよ
うな符合化パルス２１は、図４のスターカプラ１８によ
ってＣＤＭＡネットワークに分配される。
【００３９】次に、本発明の光ＣＤＭＡ回路による所望
の信号の受信について述べる。図４の１９が受信用光Ｃ
ＤＭＡ回路であり、本質的には送信用ＣＤＭＡ回路と同
じ回路である。他のユーザからの符合化パルス２１ａが
受信用光ＣＤＭＡ回路１９の入力用光導波路に入射され
る。いま符合化パルス２１ａの光電界は、上式（６）で
表されるものとする。符合化パルス２１ａの各線スペク
トル成分は、受信用光ＣＤＭＡ回路１９の分波用アレイ
格子２′，３′，４′で分波されて、接続用導波路１
０′、Ｎ個の２×２光スイッチ５′、位相シフタ６′，
７′に導かれる。ここで、ｌ番目のスペクトル成分に次
式（７）のような復号化関数Ｄ（ｆ）を掛け合わせる。
の信号の受信について述べる。図４の１９が受信用光Ｃ
ＤＭＡ回路であり、本質的には送信用ＣＤＭＡ回路と同
じ回路である。他のユーザからの符合化パルス２１ａが
受信用光ＣＤＭＡ回路１９の入力用光導波路に入射され
る。いま符合化パルス２１ａの光電界は、上式（６）で
表されるものとする。符合化パルス２１ａの各線スペク
トル成分は、受信用光ＣＤＭＡ回路１９の分波用アレイ
格子２′，３′，４′で分波されて、接続用導波路１
０′、Ｎ個の２×２光スイッチ５′、位相シフタ６′，
７′に導かれる。ここで、ｌ番目のスペクトル成分に次
式（７）のような復号化関数Ｄ（ｆ）を掛け合わせる。
【００４０】
【数７】
【００４１】復号化関数Ｄ（ｆ）を掛け合わされたスペ
クトル成分Ｈ（ｆ）＝Ｇ（ｆ）×Ｄ（ｆ）は以下の式
（８）のように表される。
クトル成分Ｈ（ｆ）＝Ｇ（ｆ）×Ｄ（ｆ）は以下の式
（８）のように表される。
【００４２】
【数８】
【００４３】復号化関数Ｄ（ｆ）を掛け合わされたスペ
クトル成分Ｈ（ｆ）はＮ本の接続用導波路１１′、合波
用アレイ格子１２′，１３′，１４′を通って出力用光
導波路１５′に導かれる。このときの光電界ｈ（ｔ）
は、各線スペクトルによる正弦波電界の和として次式
（９）のように与えられる。
クトル成分Ｈ（ｆ）はＮ本の接続用導波路１１′、合波
用アレイ格子１２′，１３′，１４′を通って出力用光
導波路１５′に導かれる。このときの光電界ｈ（ｔ）
は、各線スペクトルによる正弦波電界の和として次式
（９）のように与えられる。
【００４４】
【数９】
【００４５】ここで、上式（２）の繰り返しパルス波形
ｆ（ｔ）の別の表現を求めるために、上式（３）の周波
数スペクトルＦ（ｆ）の逆フーリエ変換を求めてみると
次式（１０）のようになる。
ｆ（ｔ）の別の表現を求めるために、上式（３）の周波
数スペクトルＦ（ｆ）の逆フーリエ変換を求めてみると
次式（１０）のようになる。
【００４６】
【数１０】
【００４７】ｆ′（ｔ）は式（２）の繰り返しパルス波
形ｆ（ｔ）の別の表現である。式（９）と式（１０）を
比較することにより
形ｆ（ｔ）の別の表現である。式（９）と式（１０）を
比較することにより
【００４８】
【数１１】
【００４９】の場合には、定数項を除いて
【００５０】
【数１２】
【００５１】となり、信号パルスｆ（ｔ）が検出される
ことが分かる。この様子を図６の復号化パルス２２に示
す。
ことが分かる。この様子を図６の復号化パルス２２に示
す。
【００５２】上式（１１）の条件は、受信用光ＣＤＭＡ
回路１９の光スイッチ５′、および位相シフタ６′，
７′を受信しようとする送信側のＣＤＭＡ回路の光スイ
ッチ５と同じ振幅条件、および位相シフタ６，７と複素
共役の位相条件に設定することにより達成される。この
とき、所望の光パルス以外の信号は上式（１１）を満足
していないために、図６の非検出パルス２３に示すよう
に検出レベル以下の雑音となり、リミッタ等の電気的処
理によって排除される。
回路１９の光スイッチ５′、および位相シフタ６′，
７′を受信しようとする送信側のＣＤＭＡ回路の光スイ
ッチ５と同じ振幅条件、および位相シフタ６，７と複素
共役の位相条件に設定することにより達成される。この
とき、所望の光パルス以外の信号は上式（１１）を満足
していないために、図６の非検出パルス２３に示すよう
に検出レベル以下の雑音となり、リミッタ等の電気的処
理によって排除される。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の光ＣＤＭ
Ａ回路によれば、パワーではなく、電界での加算、すな
わち実質的な減算を可能とし、ＳＮ比の高い光信号の拡
散変調・逆拡散復調を行う回路を提供することができる
ので、光スペクトラム拡散通信方式において大きな利点
を有する。
Ａ回路によれば、パワーではなく、電界での加算、すな
わち実質的な減算を可能とし、ＳＮ比の高い光信号の拡
散変調・逆拡散復調を行う回路を提供することができる
ので、光スペクトラム拡散通信方式において大きな利点
を有する。
【図１】本発明の光ＣＤＭＡ回路の一つの実施の形態の
構成を示す平面図である。
構成を示す平面図である。
【図２】図１における２×２光スイッチ５を拡大して示
す平面図（ａ）および断面図（ｂ），（ｃ）である。
す平面図（ａ）および断面図（ｂ），（ｃ）である。
【図３】図１における位相シフタ６、７を拡大して示す
平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
平面図（ａ）および断面図（ｂ）である。
【図４】本発明の光ＣＤＭＡ回路を送受信に用いた通信
システムの構成を示す構成図である。
システムの構成を示す構成図である。
【図５】図４における信号パルスおよび符合化パルスの
詳細な一例を示す波形図である。
詳細な一例を示す波形図である。
【図６】図４における復号化パルスおよび非検出パルス
の詳細な一例を示す波形図である。
の詳細な一例を示す波形図である。
【図７】光ファイバ合分岐および光ファイバ遅延線を用
いた従来の光スペクトラム拡散回路の構成を示す模式図
である。
いた従来の光スペクトラム拡散回路の構成を示す模式図
である。
１ 入力用光導波路 ２ 分波用アレイ格子の第１スラブ ３ 分波用アレイ格子のアレイ導波路 ４ 分波用アレイ格子の第２スラブ ５ ２×２光スイッチ ６，７ 位相シフタ ８ ２×２光スイッチのモニタ用入力ポート ９ ２×２光スイッチのモニタ用出力ポート １０，１１ 接続用導波路 １２ 合波用アレイ格子の第２スラブ １３ 合波用アレイ格子のアレイ導波路 １４ 合波用アレイ格子の第1 スラブ １５ 出力用光導波路 １６ 基板 １７ 送信用光ＣＤＭＡ回路 １８ スターカプラ １９ 受信用光ＣＤＭＡ回路 ２０ 信号パルス ２１ 符合化パルス ２２ 復号化パルス ２３ 非検出パルス ２４ 光ファイバ分岐部 ２５ 光ファイバ遅延線 ２６ 光ファイバ合波部 ２７ 光ファイバ分岐部 ２８ 光ファイバ遅延線 ２９ 光ファイバ合波部
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平９−265060（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−318987（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−127833（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−300124（ＪＰ，Ａ) 瀧口浩一 他，アレイ導波路格子対を 用いたコヒーレント光ＣＤＭＡの原理実 験，1998年電子情報通信学会総合大会エ レクトロニクス１，日本，社団法人電子 情報通信学会，1998年 ３月 ６日, ｐ．281 津田裕之 他，アレイ導波路格子の光 符号分割多重への応用，第１回フォトニ ックネットワークをベースとした次世代 インターネット技術研究会，日本，社団 法人電子情報通信学会，1999年 ６月, ｐ．54−60 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H04B 10/00 - 10/28 H04J 14/00 - 14/08 G02B 6/122 G02F 1/313 ＪＩＣＳＴファイル（ＪＯＩＳ)
Claims (3)
- 【請求項１】 基板上に入力用光導波路、分波用のＮチ
ャネルアレイ格子、Ｎ個の２×２光スイッチ、合波用の
Ｎチャネルアレイ格子、および出力用光導波路が形成さ
れた光回路において、 前記分波用のＮチャネルアレイ格子と前記合波用のＮチ
ャネルアレイ格子がＮ本の長さの等しい光導波路で結ば
れており、各々の該光導波路の一部に前記２×２光スイ
ッチおよび位相シフタが配置されていることを特徴とす
る光ＣＤＭＡ回路。 - 【請求項２】 前記Ｎ個の２×２光スイッチの２つの入
力ポートおよび２つの出力ポートの中で、いづれか１つ
の入力ポートおよび１つの出力ポートが２×２光スイッ
チのモニタポートであることを特徴とする請求項１に記
載の光ＣＤＭＡ回路。 - 【請求項３】 光スペクトラム拡散通信方式において、
請求項１または２に記載の光ＣＤＭＡ回路を複数個使用
して、光信号の拡散変調を行う送信用の光ＣＤＭＡ回路
と光信号の逆拡散復調を行う受信用の光ＣＤＭＡ回路間
にスターカプラを接続したことを特徴とする光通信シス
テム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11162997A JP3333425B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 光ｃｄｍａ回路および光通信システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11162997A JP3333425B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 光ｃｄｍａ回路および光通信システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10303862A JPH10303862A (ja) | 1998-11-13 |
| JP3333425B2 true JP3333425B2 (ja) | 2002-10-15 |
Family
ID=14566171
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11162997A Expired - Fee Related JP3333425B2 (ja) | 1997-04-28 | 1997-04-28 | 光ｃｄｍａ回路および光通信システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3333425B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7620328B2 (en) * | 2005-01-31 | 2009-11-17 | Telcordia Technologies, Inc. | Multi-wavelength optical CDMA with differential encoding and bipolar differential detection |
| JP6462564B2 (ja) * | 2013-04-08 | 2019-01-30 | 古河電気工業株式会社 | スイッチ装置 |
-
1997
- 1997-04-28 JP JP11162997A patent/JP3333425B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 津田裕之 他，アレイ導波路格子の光符号分割多重への応用，第１回フォトニックネットワークをベースとした次世代インターネット技術研究会，日本，社団法人電子情報通信学会，１９９９年 ６月，ｐ．５４−６０ |
| 瀧口浩一 他，アレイ導波路格子対を用いたコヒーレント光ＣＤＭＡの原理実験，１９９８年電子情報通信学会総合大会エレクトロニクス１，日本，社団法人電子情報通信学会，１９９８年 ３月 ６日，ｐ．２８１ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10303862A (ja) | 1998-11-13 |
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Legal Events
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