光符号分割多重モジュール及び光符号分割多重における符号化方法
【課題】位相符号型のＯＣＤＭで、符号の変更が必要な場合に、符号器／復号器を交換することなく所望の符号に変更でき、かつ、符号器及び復号器を長期間安定に維持する。
【解決手段】同一の光ファイバ中に、複数個の同一構造の単位ＦＢＧを有しており、隣接する単位ＦＢＧの間隔が一定のＳＳＦＢＧを用いる。ＳＳＦＢＧで構成された符号器に光信号が入力されると、一定の時間間隔で光チップパルスが出力され、隣り合う光チップパルス間の位相差が一定になる。この位相差を符号として用いる。ＳＳＦＢＧの温度を変化させると、隣接する光チップパルス間の位相が変化するので、温度変化により、符号器あるいは復号器の符号が変化させることができる。
【解決手段】同一の光ファイバ中に、複数個の同一構造の単位ＦＢＧを有しており、隣接する単位ＦＢＧの間隔が一定のＳＳＦＢＧを用いる。ＳＳＦＢＧで構成された符号器に光信号が入力されると、一定の時間間隔で光チップパルスが出力され、隣り合う光チップパルス間の位相差が一定になる。この位相差を符号として用いる。ＳＳＦＢＧの温度を変化させると、隣接する光チップパルス間の位相が変化するので、温度変化により、符号器あるいは復号器の符号が変化させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光符号分割多重モジュール及び光符号分割多重における符号化方法に関し、特に、符号器及び復号器を交換することなく符号の変更を行うことができる光符号分割多重モジュールと、この光符号分割多重モジュールを用いて実施可能な符号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。この通信需要の増大に対応して、光ファイバを用いた、高速・大容量光ネットワークが整備されつつある。
【０００３】
このような高速・大容量光ネットワークでは、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信方法、特に高密度ＷＤＭ通信方法が注目されている。高密度ＷＤＭ通信方法は、チャネル間に割り当てられた光搬送波の波長間隔を狭くすることにより、光搬送波の波長を波長軸上に高密度に配置して波長多重する方法である。
【０００４】
ＷＤＭ通信方法あるいはＤＷＤＭ通信方法とは別の通信方法として、光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いた通信方法も注目されている。
【０００５】
ＯＣＤＭによる通信方法では、送信側で並列に複数チャネルの光パルス信号を生成し、その光パルス信号をチャネルごとに異なる符号で符号化して符号化信号を生成する。各チャネルで生成された符号化信号は、多重された後、光符号分割多重（ＯＣＤＭ）信号として送信される。一方、受信側では、受信したＯＣＤＭ信号を、送信側で符号化した際の符号と同一の符号で復号化することで、元の光パルス信号を復元する。
【０００６】
ＯＣＤＭによる通信方法は、多重度が高く、また、送信側と受信側とで同一の符号を鍵として用いるので、通信セキュリティが高い。さらに、ＯＣＤＭを、ＷＤＭあるいはＤＷＤＭと併用することにより、波長利用効率が高まることが期待されている。
【０００７】
ＯＣＤＭには、波長ホップ／時間拡散方式や、位相符号方式などが知られている。波長ホップ／時間拡散方式は、複数の波長を含む光パルスを、単一波長の光チップパルスに分離して、この各波長の光チップパルスの時間軸上の配置順序を符号とする方式である。また、位相符号方式は、光チップパルス間の相対位相差を符号とする方式である。
【０００８】
ＯＣＤＭによる通信で用いられる符号器及び復号器として、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いたものが知られている。ＦＢＧは、光ファイバのコア内に回折格子（グレーティング）を形成したデバイスであり、特定波長の光を反射する。特に、位相符号方式のＯＣＤＭで用いられる符号器及び復号器として、スーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＦＢＧ）が注目されている。ＳＳＦＢＧは、同一光ファイバ中に、複数個の同一構成のＦＢＧ（単位ＦＢＧ）を有している。ＳＳＦＢＧを用いた符号器及び復号器は、これら符号器及び復号器の符号に応じて、隣り合う単位ＦＢＧの間隔を「０」又は所定の間隔としている。なお、以下の説明においては、位相符号方式のＯＣＤＭで用いられる符号器及び復号器をそれぞれ、位相符号器及び位相復号器と称することもある。
【０００９】
ここで、ＳＳＦＢＧで構成した位相符号器及び位相復号器では、符号が隣接する単位ＦＢＧの間隔で定まるので、符号が固定されている。このため、符号の変更が必要な場合は、符号器／復号器を交換せざるを得ないという問題がある。
【００１０】
ＳＳＦＢＧで構成した位相符号器／復号器の符号を変更する技術として、複数のタングステン線を一定の間隔でＳＳＦＢＧに接触させ、各タングステン線による局所加熱で位相シフト量を調節することにより、所望の符号に設定する試みがある（例えば、非特許文献１参照）。
【００１１】
また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いて信号パルスを波長成分ごとに分離し、位相フィルタで変調することにより、所望の符号に設定するＯＣＤＭ位相符号器／復号器がある（例えば、非特許文献２参照）。このＡＷＧを用いたＯＣＤＭ位相符号器／復号器は、平面導波路の一部として構成することができるので、例えば、遅延器やサーキュレータなどとの集積が可能である。
【非特許文献１】Ｍ．Ｒ．Ｍｏｋｈｔａｒ ｅｔ ａｌ．、“Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ Ｅｎｃｏｄｅｒ−Ｄｅｃｏｄｅｒ ｆｏｒ Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．１５， Ｎｏ．３， Ｍａｒｃｈ ２００３
【非特許文献２】Ｈ．Ｔｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，“Ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｅｎｃｏｄｅｒ／ｄｅｃｏｄｅｒ ｕｓｉｎｇ ａｎ ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ”，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ＯＦＣ／ＩＯＯＣ '９９， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ， ＣＡ， Ｆｅｂ．２１−２６，１９９９， Ｐａｐｅｒ ＰＤ３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の非特許文献１に開示されているＯＣＤＭ位相符号器／復号器では、所望の符号に設定してから長時間経過すると、光ファイバの熱伝導により局所加熱領域が拡大する。この場合、局所加熱領域が拡大することにより、位相シフト量が変化し、その結果、符号が、所望の符号から変化してしまう。すなわち、所望の符号での符号化／復号化が行えなくなる。
【００１３】
また、上述の非特許文献２に開示されているＯＣＤＭ位相符号器／復号器では、小型化が困難であり、コストが高く、さらに、伝送路となる光ファイバ網への挿入損失が大きいなどの問題がある。
【００１４】
また、この出願に係る発明者が研究を行ったところ、位相符号方式のＯＣＤＭでは、同一の符号の符号器と復号器の間に、僅か数ｐｍの波長差があると、符号化／復号化を良好に行えないことが分かっている。従って、上述の非特許文献１又は２に開示されている符号器及び復号器では、対を成す符号器と復号器が設置された環境温度が異なる場合、あるいは、環境温度が変動した場合には、符号器及び復号器それぞれの反射中心波長が異なってしまい、符号化／復号化を良好に行えない。
【００１５】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、符号の変更が必要な場合に、符号器／復号器を交換することなく所望の符号に変更でき、かつ、符号器及び復号器を長期間安定に維持できる、光符号分割多重モジュールと、この光符号分割多重モジュールを用いて実施可能な符号化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した目的を達成するために、発明者が鋭意研究を行ったところ、光符号分割多重を行うに当たり、符号器あるいは復号器として、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ＦＢＧを有しており、隣接する単位ＦＢＧの間隔が一定のＳＳＦＢＧを用いることで、環境温度が変動した場合であっても、符号化／復号化を良好に行うことができ、かつ符号の変更が必要な場合に、符号器／復号器を交換することなく所望の符号に変更できることを見出した。
【００１７】
上述したＳＳＦＢＧで構成された符号器に光信号が入力されると、一定の時間間隔で光チップパルスが出力され、隣り合う光チップパルス間の位相差が一定になる。この位相差が符号を与える。
【００１８】
復号器が符号器と同じ構造の場合、復号器の単位ＦＢＧで反射される光チップパルスは時間軸上で重なり、かつ重なった光チップパルスの位相が揃う。従って、復号器からの出力には自己相関ピークが現れ、光パルス信号の再生が可能になる。
【００１９】
一方、復号器の構造が符号器の構造と異なる場合、すなわち、単位ＦＢＧの間隔が、符号器と復号器とで異なっている場合、復号器の単位ＦＢＧで反射される光チップパルスが時間軸上で重ならず、かつ位相も揃わない。従って、復号器からの出力には自己相関ピークが現れず、光パルス信号の再生ができない。
【００２０】
また、ＳＳＦＢＧの温度を変化させると、隣接する光チップパルス間の位相が変化するので、このＳＳＦＢＧの温度変化により、符号器あるいは復号器の符号を変更できる。
【００２１】
この発明の第１の要旨によれば、ＳＳＦＢＧと、実装プレートと、サーモモジュールと、温度センサと、温度コントローラとを備える光符号分割多重モジュールが提供される。
【００２２】
ＳＳＦＢＧは、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ＦＢＧを、等間隔に備えている。実装プレートには、ＳＳＦＢＧが固定される。サーモモジュールは、実装プレートを加熱又は冷却する。温度センサは、実装プレートの温度を測定する。温度コントローラは、温度センサで測定される温度に基づいてサーモモジュールを制御して、実装プレートの温度を調整して、位相変調による符号化又は復号化の際の符号を設定する。
【００２３】
上述した光符号分割多重モジュールの実施にあたり、好ましくは、ＳＳＦＢＧが符号長Ｍに対応する個数の単位ＦＢＧを備え、ＳＳＦＢＧに入力された光が、各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個（Ｍは１以上の整数）の光パルスに分岐され、隣接する単位ＦＢＧで反射された光チップパルス間の位相差が一定であるのが良い。この位相差が光符号分割多重モジュールの符号を定める。
【００２４】
さらに、上述した光符号分割多重モジュールの好適な実施形態によれば、実装プレートの温度が変化すると、位相差が変化する。
【００２５】
また、この発明の光符号分割多重モジュールの実施にあたり、符号が、符号数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、位相差ΔφをΔφ＝（２ａ−１）＊π／Ｎとするのが好適である。
【００２６】
また、この発明の第２の要旨によれば、上述の光符号分割多重モジュールを用いて行われる、光符号分割多重における符号化方法が提供される。この符号化方法は、ＳＳＦＢＧに光信号を入力する過程と、光信号を、各単位ＦＢＧでそれぞれ反射させて、隣接する単位ＦＢＧで反射された光パルス間の位相差が一定であるＭ個の光パルスに分岐して符号化信号を生成する過程とを備える。この位相差が光符号分割多重モジュールの符号を定める。
【００２７】
上述した符号化方法の好適な実施形態によれば、実装プレートの温度を変化させることにより、位相差が変化する。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の光符号分割多重モジュール及び符号化方法によれば、符号器あるいは復号器として、複数個の同一構成の単位ＦＢＧを等間隔に備えているＳＳＦＢＧを用いており、ＳＳＦＢＧ全体の温度により、符号を設定している。このため、符号の設定に局所加熱が不要となるため、長時間安定して、所望の符号での符号化及び復号化を行うことができる。
【００２９】
また、ＳＳＦＢＧ全体の温度を変化させることで、容易に符号の変更を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００３１】
（光符号分割多重モジュールの構成）
図１〜４を参照して、本発明の光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）モジュールについて説明する。図１は、ＯＣＤＭモジュールの模式図である。ＯＣＤＭモジュール１０は、位相符号方式のＯＣＤＭ通信の受信装置あるいは送信装置として用いられる。図２は、ＯＣＤＭモジュール１０が備えるモジュールパッケージを側面から見た概略的断面図である。図３は、位相符号方式のＯＣＤＭ通信で、符号器あるいは復号器として用いられるスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）の模式図である。なお、以下の説明では、例として、ＳＳＦＢＧが、符号器として用いられる構成について説明する。図４は、モジュールパッケージ内に設けられるバッファの概略的断面図である。
【００３２】
ＯＣＤＭモジュール１０は、モジュールパッケージ３０及び温度コントローラ５０を備えている。
【００３３】
モジュールパッケージ３０は、筺体３２の内部に、サーモモジュール３６、実装プレート４０、温度センサ４２及びＳＳＦＢＧ７２を備えている。
【００３４】
サーモモジュール３６は、筺体３２の内部の底面３２ａ上に、第１のバッファ３４を介して固定されている。また、サーモモジュール３６の上面３６ａ上には、第２のバッファ３８が設けられている。実装プレート４０は、第２のバッファ３８を介して、サーモモジュール３６に固定されている。すなわち、実装プレート４０は、第２のバッファ３８、サーモモジュール３６及び第１のバッファ３４を介して、筺体３２に固定されている。
【００３５】
実装プレート４０には、光ファイバ７０が引張張力や圧縮力などの応力が印加されていない状態で固定されている。光ファイバ７０は、光の伝播方向に沿って離間した２点（例えば、図２中、Ａで示す部分）で実装プレート４０に接着固定される。この接着固定される２点間では、光ファイバ７０は、実装プレート４０に密着している。光ファイバ７０の実装プレート４０への接着固定には、紫外線硬化型のアクリル系接着剤（例えば、Ｓｕｍｍｅｒｓ Ｏｐｔｉｃｓ社製ＶＴＣ−２）、又はエポキシ系の接着剤などを用いることができる。
【００３６】
なお、以下の説明においては、光ファイバ７０における光の伝播方向（図２又は図３での水平方向）を、モジュールパッケージ３０の長手方向、あるいは、単に長手方向と称することもある。
【００３７】
光ファイバ７０として、コアにゲルマニウムなどを添加して紫外感光性を高めたシングルモード光ファイバが用いられる。この光ファイバ７０が、実装プレート４０に接着固定される２点間に、ＳＳＦＢＧ７２が形成されている。ＳＳＦＢＧ７２の詳細については、後述する。
【００３８】
筺体３２は、例えば表面に金メッキを施したアルミニウムで形成することができる。なお、筺体３２の材料は、アルミニウムに限定されるものではなく、銅などの安価でかつ加工が容易な材料を使用することができる。
【００３９】
筺体３２は、箱状の形態であり、その側面にサーモモジュール３６への電力供給端子（図示を省略する。）と温度センサ４２からの出力端子（図示を省略する。）を備えている。また、筺体３２は、筺体３２の内部にサーモモジュール３６、実装プレート４０、温度センサ４２及びＳＳＦＢＧ７２などを実装するために、基体部と、開閉自在あるいは着脱自在に設けられた蓋部とからなるのが良い。この場合、蓋部が開いた状態あるいは取り外された状態で、基体部に対して実装を行い、実装後に蓋を取り付ければよい。
【００４０】
サーモモジュール３６は、例えばペルチェ素子を用いて構成される。サーモモジュール３６には、温度コントローラ５０から電力供給端子を経て電流が供給される。サーモモジュール３６は、この電流に応じて熱を発生させ、あるいは熱を吸収する。このサーモモジュール３６における熱の発生あるいは吸収により、実装プレート４０の加熱あるいは冷却が行われる。ＳＳＦＢＧ７２の温度を均一に保つために、サーモモジュール３６により加熱あるいは冷却される領域の、モジュールパッケージ３６の長手方向の長さは、ＳＳＦＢＧ７２の長さと等しいか、それ以上であることが望ましい。
【００４１】
筺体３２とサーモモジュール３６の間には、第１のバッファ３４が設けられている。また、サーモモジュール３６と実装プレート４０の間には、第２のバッファ３８が設けられている。第１のバッファ３４及び第２のバッファ３８は同様に構成できるので、ここでは、代表して、第１のバッファ３４について説明する。
【００４２】
第１のバッファ３４は、バッファ材層８０と、その下面８０ａ及び上面８０ｂ上に粘着層８２及び８４を有している。ここで、バッファ材層８０は、面方向に１０％以上伸縮するなど伸縮性に優れ、かつ、熱伝導係数が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で形成されていることが望ましい。また、粘着層８２及び８４として、アクリル系やウレタン系など、１８０度剥離試験によって測定される粘着力が５Ｎ／ｃｍ以上であり、１ｋｇ荷重によって生じるずれが０．１ｍｍ未満となるせん断保持力を有している材料が用いられる。
【００４３】
なお、第１のバッファ３４及び第２のバッファ３８は、上述の構造や材質に限定されるものではない。例えば、バッファ材層８０として用いられる材料が、上述の伸縮性、粘着力及びせん断保持力を有している場合には、第１のバッファ３４及び第２のバッファ３８を、バッファ材の単層構造にすることができる。
【００４４】
実装プレート４０は、例えば上面に光ファイバ７０を固定するための溝が形成された、角柱状の形状を有している。実装プレート４０は、高熱伝導かつ低熱膨張係数の材質で形成されるのが良く、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ：シリコンカーバイド）セラミックと、珪素（Ｓｉ：シリコン）の複合材料であるＳＳＣ−８０２−ＣＩ（エム・キューブド・テクノロジーズ・ＩＮＣ製）を用いることができる。このＳＳＣ−８０２−ＣＩは、熱伝導率が１９０Ｗ／ｍ・Ｋでアルミニウムとほぼ同等であり、熱膨張係数は、１．７×１０−６／Ｋでインバーと同等である。
【００４５】
温度センサ４２は、実装プレート４０の光ファイバ７０を実装する上面上、あるいは、実装プレート４０の上面又は側面に埋設して設置される。温度センサ４２は、実装プレート４０の温度を測定し、測定した温度に対応する電気信号を出力する。ＳＳＦＢＧ７２は、実装プレート４０の上面に形成された溝内に密着固定されるので、実装プレート４０の温度は、ＳＳＦＢＧ７２の温度とほぼ等しい。
【００４６】
温度センサ４２からの電気信号は、モジュールパッケージ３０の筺体３２に設けられた出力端子を経て、温度コントローラ５０に送られる。温度センサ４２として、例えば、サーミスタを用いることができる。また、温度センサ４２として、熱電対や白金熱抵抗体を用いても良い。
【００４７】
温度コントローラ５０は、入力部５２、受信部５４、比較部５６、送信部５８及び記憶部６０を備えて構成される。温度コントローラ５０は、温度センサ４２で測定される温度に基づいて、サーモモジュール３６を制御して、実装プレート４０の温度を調整する。温度の調整により、位相変調による符号化又は復号化の際の符号が設定される。
【００４８】
記憶部６０には、位相符号器の特性に基づいて予め測定された参照データが読み出し自在に記憶されている。この参照データは、位相符号器が示す符号と、位相符号器を構成するＳＳＦＢＧの温度とを対応付けるデータである。
【００４９】
利用者が、位相符号器の符号を入力部５２にすると、入力部５２は、記憶部６０から参照データを読み出して、ＳＳＦＢＧの設定温度を定める。この設定温度は比較部５６に送られる。
【００５０】
また、受信部５４は、モジュールパッケージ３０から実装プレート４０の温度を示す電気信号を受信する。受信部５４は、受信した電気信号を、測定温度の情報に変換して、比較部５６に送る。
【００５１】
比較部５６は、入力部５２から受け取った設定温度と、受信部５４から受け取った測定温度とを比較する。比較部５６は、この比較の結果に応じて、測定温度が設定温度と等しくなるように、サーモモジュール３６の加熱又は冷却と、その大きさを決定する。比較部５６は、この決定の結果を、制御情報として送信部５８に送る。
【００５２】
送信部５８は、比較部５６から受け取った制御情報に対応する電流を、筺体３２の電力供給端子を経てサーモモジュール３６に供給する。
【００５３】
温度コントローラ５０が備える、制御対象の温度を所望の値に制御できる温度制御手段、すなわち、設定温度と測定温度とを等しくする温度制御手段は、任意好適な従来周知のものを用いることができる。また、符号と設定温度を対応付けて、符号の入力により設定温度を定める手段は、当業者ならば従来周知の技術を用いて容易に構成することができる。なお、入力部５２に、利用者が設定温度を入力する構成にしてもよい。
【００５４】
ＳＳＦＢＧ７２は、同一の光ファイバ７０中に、複数個の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）７４及び複数個の位相変調部７６が交互に形成された多点位相シフト構造を有している。複数個の単位ＦＢＧ７４は、同一の長さＬ１、及び同一の回折格子間隔で形成されている。すなわち、各単位ＦＢＧ７４は、同一構造を有している。また、複数個の位相変調部７６は、同一の長さＬ２で形成されている。すなわち、複数個の単位ＦＢＧ７４は、等間隔で配置されている。隣接する１組の単位ＦＢＧ７４と位相変調部７６を単位チップ７３とすると、各単位チップ７３の長さＬは等しい。
【００５５】
ＳＳＦＢＧ７２が、符号長がＭ（Ｍは２以上の整数）であり、及び、生成する符号数がＮ（Ｎは２以上の整数）である位相符号器として用いられる場合について説明する。この場合、単位ＦＢＧ７４の個数は、符号長Ｍに等しい。ここで、符号長Ｍは、符号数Ｎの自然数（１以上の整数）倍とする。
【００５６】
ＳＳＦＢＧ７２に光パルス信号が入力されると、各単位ＦＢＧ７４で反射されて、Ｍ個の光チップパルスに分岐される。ここで、単位ＦＢＧ７４は、等間隔で配置されているので、Ｍ個の光チップパルスは、時間軸上に等間隔に配列される。また、隣接する単位ＦＢＧ７４で反射される光チップパルス間、すなわち時間軸上で隣接する光チップパルス間の位相差Δφは一定になる。この位相差Δφにより符号が定まる。
【００５７】
Ｎ個生成される符号の中のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号で、符号化する場合には、隣接する単位ＦＢＧ７４の間隔、すなわち、単位チップ７３の長さＬａを、隣接する光チップパルス間の位相差がΔφａ＝（２ａ−１）×π／Ｎになる長さにする。
【００５８】
ａ番目の符号と異なるｂ番目の符号の符号器を生成する場合は、位相変調部７６の長さＬｂが、Ｌａと異なっていればよく、それ以外の条件を等しくする。Δφａ＝（２ａ−１）×π／Ｎと、Δφｂ＝（２ｂ−１）×π／Ｎは、ＳＳＦＢＧの温度が、共通の基準温度であるものとして設定される。
【００５９】
一方、ａ番目の符号で符号化された信号を復号化する位相復号器は、ａ番目の位相符号器と同一構成のＳＳＦＢＧを用いれば良く、受信側と送信側とで同じ構成のＯＣＤＭモジュール用いることができる。
【００６０】
（符号化方法及び復号化方法）
図１〜４を参照して説明したＯＣＤＭモジュールを用いた、符号化方法及び復号化方法について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、符号化を説明するための模式図である。また、図６は復号化を説明するための模式図である。
【００６１】
送信側のＯＣＤＭモジュール１０ａが備えるＳＳＦＢＧ（以下、符号器と称する。）については、単位ＦＢＧ７４を、入力側から順にＡ１、Ａ２、…、ＡＭで示す。また、受信側のＯＣＤＭモジュール１０ｂが備えるＳＳＦＢＧ（以下、復号器と称する。）については、単位ＦＢＧ７４を、入力側から順に、Ｂ１、Ｂ２、…、ＢＭで示す。
【００６２】
図５を参照して、光パルス信号が符号器に入力された場合について説明する。光パルス信号が、符号器に入力されると、光信号は、一定の割合で、符号器の各単位ＦＢＧ７４で反射される。この結果、符号器に入力された光信号は、Ｍ個の光チップパルスに分岐されて、光信号が入力された側と同じ側から、符号化信号として出力される。このとき、単位ＦＢＧ７４の配列周期、すなわち、単位チップ７３の長さＬは一定なので、Ｍ個の光チップパルスは、時間軸上に等間隔に配置される。また、時間軸上で隣接する光チップパルス間の位相差Δφも一定になる。
【００６３】
例えば、Ａ１で反射された光チップパルスの位相を０とすると、Ａ２で反射された光チップパルスの位相はΔφとなる。同様に、Ａ３で反射された光チップパルスの位相は２Δφとなり、ＡＭで反射された光チップパルスの位相は（Ｍ−１）Δφとなる。
【００６４】
次に、図６を参照して、符号化信号が復号器に入力された場合について説明する。１つの光パルス信号が符号化された符号化信号は、Ｍ個の光チップパルスからなる。このＭ個の光チップパルスが復号器に入力されると、各光チップパルスは、それぞれが各単位ＦＢＧ７４で反射されて、さらにＭ個の光チップパルスに分岐される。
【００６５】
符号器側でｐ番目の単位ＦＢＧであるＡｐで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＡ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａに対応する遅延を受ける。また、復号器側でｑ番目の単位ＦＢＧであるＢｑで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＢ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×２×Ｌｂに対応する遅延を受ける。
【００６６】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×Ｌａ＝（ｐ＋ｑ−２）×２×Ｌａに対応する遅延を受けることになる。従って、ｐ＋ｑが等しい光チップパルスは、復号器から出力されたときに時間軸上で重なる。
【００６７】
また、符号器側のＡｐで反射された光チップパルスは、Ａ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×Δφａに対応する位相遅延を受ける。また、復号器のＢｑで反射された光チップパルスは、Ｂ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×Δφａに対応する位相遅延を受ける。
【００６８】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×Δφａ＋（ｑ−１）×Δφａ＝（ｐ＋ｑ−２）×Δφａに対応する位相遅延を受けることになる。従って、ｐ＋ｑが等しい光チップパルスは、復号器から時間軸上で重なって出力されたときに位相が揃っている。
【００６９】
このように、符号器のｐ番目の単位ＦＢＧ７４であるＡｐで反射され、かつ、復号器のｑ番目の単位ＦＢＧ７４であるＢｑで反射された光パルスは、ｐ＋ｑが等しい場合に、時間軸上で重なり、さらに、位相が揃っている。この結果、復号器の出力は、時間軸上で重なった光チップパルスの信号強度が強くなるので、復号化信号は、図中、符号Ｉで示す自己相関ピークを示す。
【００７０】
続いて、符号化するときの符号と、復号化するときの符号とが異なっている場合について説明する。ここでは、ａ番目の符号で符号化された信号をｂ番目の符号で復号化する場合を例にとって説明する。ここで、ｂは、１以上Ｎ以下であって、かつ、ａとは異なる整数である。
【００７１】
符号器側でｐ番目の単位ＦＢＧであるＡｐで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＡ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａに対応する遅延を受ける。また、復号器側でｑ番目の単位ＦＢＧであるＢｑで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＢ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×２×Ｌｂに対応する遅延を受ける。
【００７２】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×Ｌｂに対応する遅延を受けることになる。ここで、Ｌｂ＝Ｌａ＋ΔＬとすれば、（ｐ−１）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×Ｌｂ＝（ｐ＋ｑ−２）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×ΔＬとなるので、ｐ＋ｑが等しい光チップパルスは、復号器から出力されたときに、（ｑ−１）×２×ΔＬの項の分だけ、時間軸上の位置がずれる。
【００７３】
また、符号器側のＡｐで反射された光チップパルスは、Ａ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×Δφａに対応する位相遅延を受ける。また、復号器のＢｑで反射された光チップパルスは、Ｂ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×Δφｂに対応する位相遅延を受ける。
【００７４】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×Δφａ＋（ｑ−１）×Δφｂに対応する位相遅延を受けることになる。従って、ｂ＝ａ＋Δａとすると、以下の（１）式に示されるように、（ｑ−１）×２Δａ×π／Ｎの分だけ、位相がずれる。
【００７５】
（ｐ−１）×Δφａ＋（ｑ−１）×Δφｂ
＝（ｐ−１）×（２ａ−１）×π／Ｎ＋（ｑ−１）×（２ｂ−１）×π／Ｎ
＝（ｐ−１）×（２ａ−１）×π／Ｎ＋（ｑ−１）×（２ａ＋２Δａ−１）×π／Ｎ
＝（ｐ＋ｑ−２）×（２ａ−１）×π／Ｎ＋（ｑ−１）×２Δａ×π／Ｎ
＝（ｐ＋ｑ−２）×Δφａ＋（ｑ−１）×２Δａ×π／Ｎ （１）
【００７６】
このように、符号器のｐ番目の単位ＦＢＧ７４であるＡｐで反射され、かつ、復号器のｑ番目の単位ＦＢＧ７４であるＢｑで反射された光パルスは、ｐ＋ｑが等しい場合であっても、時間軸上での位置がずれており、さらに、位相が揃っていないので信号強度が弱くなる。この結果、復号化信号では自己相関ピークが得られず、光信号の再生ができない。
【００７７】
（符号の変更方法）
ＯＣＤＭモジュールでは、温度コントローラ５０で設定された設定温度と、温度センサ４２で測定された測定温度とが等しくなるようにサーモモジュール３６の加熱／冷却が制御される。この温度コントローラ５０を用いたサーモモジュール３６の制御により、実装プレート４０は、設定温度に等しい、一定の温度に保たれる。
【００７８】
ここで、実装プレート４０は熱伝導率が高いため、実装プレート４０の長手方向の温度分布は発生しない。この結果、実装プレート４０上に密着固定された光ファイバ７０のＳＳＦＢＧ７２の部分は、全体が一定の温度になる。
【００７９】
また、実装プレート４０の熱膨張係数が小さいため、ＳＳＦＢＧ７２の温度変化について考慮すれば良く、温度変化による実装プレート４０自体の伸縮については、無視することができる。
【００８０】
ＳＳＦＢＧ７２の温度変化により、ＳＳＦＢＧ７２を構成する単位ＦＢＧ７４の実効屈折率ｎｅｆｆ、及びグレーティングピッチΛが変化する。この結果、各単位ＦＢＧ７４での反射波長が変化する。また、単位チップ７３の長さＬ及びＳＳＦＢＧが形成された光ファイバ７０のコアの屈折率ｎも変化する。
【００８１】
図７を参照して、ＳＳＦＢＧの温度と反射波長の関係について説明する。図７は、ＳＳＦＢＧの温度と反射波長の関係の特性図である。図７では、横軸に温度コントローラでの設定温度Ｔｓｅｔ（単位：℃）を取って示し、及び、縦軸に設定温度Ｔｓｅｔが２５℃のときの反射波長を基準とした反射波長の波長変動量Δλ（単位：ｐｍ）を取って示している。設定温度Ｔｓｅｔと波長変動量Δλを一次関数で近似すると、以下の式（２）が得られる。
【００８２】
Δλ＝１２．０×Ｔｓｅｔ−３００．２ （２）
【００８３】
温度コントローラ５０の設定温度Ｔｓｅｔが１℃変動すると、反射波長λは１２．０ｐｍ変動する。このことから、符号器及び復号器で０．１℃単位の温度制御を行えば、およそ１ｐｍの分解能で反射波長を一致させることができる。
【００８４】
サーモモジュール３６によって実装プレート４０を加熱する場合の例について、バッファ３４及び３８による熱応力の緩和を説明する。
【００８５】
一般にサーモモジュール３６と、実装プレート４０や筺体３２とは、熱膨張係数が異なるので、温度変化に伴うサーモモジュール３６の伸縮量と、実装プレート４０あるいは筺体３２の伸縮量とが異なる。このため、サーモモジュール３６が実装プレート４０あるいは筺体と強固に固定されていると、サーモモジュール３６を構成するペルチェ素子そのものや、ペルチェ素子が備える電極へ半田付けを行った箇所などに、伸縮量の差異による応力が加わり、サーモモジュール３６が破壊されてしまう場合がある。
【００８６】
図２を参照して説明した構成では、サーモモジュール３６は、バッファ３４及び３８を介して筺体３２及び実装プレート４０と固定されている。サーモモジュール３６と筺体３２あるいは実装プレート４０との伸縮量の差異は、バッファ材層８０の面方向への伸縮により吸収されるため、応力の発生を抑制できる。この結果、温度変化により発生する熱応力に基づくサーモモジュールの破壊を回避することができる。
【００８７】
ここで、バッファ３４及び３８を熱伝導係数の大きい材質で、薄く形成すれば、バッファの熱抵抗を無視することができる。
【００８８】
本発明では、符号は、時間軸上に隣接する光チップパルス間の位相差によって与えられる。ＳＳＦＢＧの温度を変化させることで、隣接するチップパルス間の位相差を変化させ、その結果、符号器あるいは復号器の符号を変更することができる。
【００８９】
単位チップ７３では、実装プレート４０の温度に応じて定まる当該単位チップ７３の長さＬ及び屈折率ｎと、実装プレート４０の温度に応じて定まる単位ＦＢＧ７４における反射中心波長とにより、単位チップ７３における位相遅延量が定まる。この各単位チップ７３における位相遅延量により、隣接する光チップパルス間の位相差を決定する。
【００９０】
符号数１６の中の１番目の符号である、符号［１６−１］を符号［１６−２］に変更する場合の例について説明する。なお、［Ｎ−ａ］は、Ｎ個生成される符号の中のａ番目の符号を示している。例えば、［１６−１］は、１６個生成される符号の中の１番目の符号を示す。
【００９１】
符号［１６−１］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．０３１２５［ｒａｄ］（＝（２×ａ−１）×π／Ｎ＝π／１６＝１／３２×２π）となる。
【００９２】
一方、符号［１６−２］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．０９３７５［ｒａｄ］（＝３／３２×２π）となる。符号［１６−１］を符号［１６−２］に変更する場合、０．０６２５０［ｒａｄ］（＝０．０９３７５［ｒａｄ］−０．０３１２５［ｒａｄ］）に相当する位相変化を、符号［１６−１］を示す符号器に与えれば良い。
【００９３】
ここでは、単位チップの長さＬと、光ファイバのコアの屈折率ｎと、反射波長λ０により位相差Δφが符号数Ｎのａ番目の符号［Ｎ−ａ］に設定されているとする。このとき、位相差Δφａは、Δφａ＝２×Ｌ×ｎ／λ０＝（２×ａ−１）×π／Ｎの関係を満たしている。
【００９４】
ここで、実装プレートに温度変化δＴを与えて、ａ番目の符号［Ｎ−ａ］からｂ番目（ｂは１以上Ｎ以下であり、ａとは異なる整数）の符号［Ｎ−ｂ］に変換する。この温度変化δＴにより、単位チップ７３のチップ長さＬは、チップ長さ変化量δＬだけ変化する。さらに、この温度変化δＴにより、屈折率ｎも屈折率変化量δｎだけ変化する。
【００９５】
この結果、位相差Δφｂ（＝（２×ｂ−１）×π／Ｎ）は、Δφｂ＝２×（Ｌ＋δＬ）×（ｎ＋δｎ）／λ０になる。
【００９６】
このときの位相差の変化量δ（Δφ）は、以下の式（３）で与えられる。
δ（Δφ）
＝Δφｂ−Δφａ
＝２×（Ｌ＋δＬ）×（ｎ＋δｎ）／λ０−２×Ｌ×ｎ／λ０
＝２×（Ｌ×δｎ＋δＬ×ｎ＋δＬ×δｎ）／λ０ （３）
【００９７】
以下、ＳＳＦＢＧ７２として、単位ＦＢＧ７４の長さＬ１を０．３ｍｍ及び位相変調部７６の長さＬ２を１．０ｍｍとした、すなわち、単位チップ７３のチップ長さＬを１．３ｍｍとした、コアにゲルマニウムを添加したシングルモード光ファイバを用いた場合の、符号の変更の実測結果について説明する。ここでは、符号長Ｍを３２としている。
【００９８】
以下の説明では、光ファイバの熱膨張係数を５．５×１０−７／℃、コアの屈折率ｎを１．４５、屈折率の温度による変化率を８．６×１０−６／℃、反射波長の温度による変化率を１０ｐｍ／℃、単位ＦＢＧ７４での反射波長を１５４９．３２ｎｍとして説明する。
【００９９】
この場合、δＬは、５．５×１０−７×Ｌ×δＴで与えられ、δｎは、８．６×１０−６×δＴで与えられる。このδＬとδｎを上記の式（３）に代入すると、δＬ×δｎの項の寄与は無視することができるので、位相差の変化量δ（Δφ）は、温度変化δＴに比例する。このとき、温度変化１℃あたりの、位相変化量は、０．０１５８［ｒａｄ］となる。この結果、符号［１６−１］の符号器に対して、およそ４℃の温度変化を与えれば、符号を［１６−２］に変化させることができる。
【０１００】
図８を参照して、符号化信号が、符号［１６−５］で符号化されているとき、符号［１６−１］の符号器と、符号［１６−５］の復号器で復号化した復号化信号の実測結果について説明する。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、復号化信号の実測結果を示す図であり、横軸に時間（任意単位）で取って示し、縦軸に反射パワー（任意単位）で取って示している。
【０１０１】
図８（Ａ）は、符号が［１６−５］である符号器で符号化して、符号が［１６−５］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号と、復号化する際の符号とがともに［１６−５］で一致しているので、自己相関ピークが観測される。すなわち、送信側の光パルス信号が、復号化されて再生される。
【０１０２】
これに対し、図８（Ｂ）は、符号が［１６−５］である符号器で符号化して、符号が［１６−１］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号が［１６−５］であり、かつ、復号化する際の符号が［１６−１］であり、互いに異なっているので、自己相関ピークが観測されない。すなわち、送信側の光パルス信号が、再生されない。
【０１０３】
符号［１６−１］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．０３１２５［ｒａｄ］であり、符号［１６−５］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．２８１２５［ｒａｄ］（＝９／３２×２π）となる。符号［１６−５］を符号［１６−１］に変更する場合、０．２５［ｒａｄ］（＝０．２８１２５［ｒａｄ］−０．０３１２５［ｒａｄ］）に相当する位相変化を、符号［１６−５］を示す符号器に与えれば良い。
【０１０４】
この実施形態の符号器では、温度変化ΔＴが１℃のときの、位相変化量が０．０１５７［ｒａｄ］であるので、符号器の温度変化を約１６℃（＝０．２５［ｒａｄ］／０．０１５８［ｒａｄ／℃］）とすればよい。ＳＳＦＢＧの反射波長は温度変化１℃あたり１０ｐｍなので、符号器の温度変化により、ＳＳＦＢＧの反射波長は１６０ｐｍ変化する。
【０１０５】
［１６−５］から［１６−１］に変化させるためには、符号器の温度を約１６℃下げる。このとき、反射波長は１６０ｐｍ短くなる。
【０１０６】
図８（Ｃ）は、符号を［１６−１］に変化させた符号器で符号化して、符号が［１６−５］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号が［１６−１］であり、かつ、復号化する際の符号が［１６−５］であり、互いに異なっているので、自己相関ピークが観測されない。すなわち、送信側の光パルス信号が、再生されない。
【０１０７】
これに対し、図８（Ｄ）は、符号が［１６−１］である符号器で符号化して、符号が［１６−１］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号と、復号化する際の符号とがともに［１６−１］で一致しているので、自己相関ピークが観測される。すなわち、送信側の光パルス信号が、復号化されて再生される。
【０１０８】
図９は、横軸に符号器の波長（単位：ｐｍ）で取って示し、縦軸に反射パワー（単位：ｄＢｍ）で取って示している。図中、記号■は、復号器の符号が［１６−５］の場合の反射パワーを示し、及び、記号●は、復号器の符号が［１６−１］の場合の反射パワーを示している。
【０１０９】
初期状態での符号器の符号が［１６−５］の場合、復号器の符号が［１６−５］の反射パワー（ケースＡ）は、符号器の波長変動量が０ｐｍのときに最大となり、その値はおよそ−２０ｄＢｍである。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号が充分に再生できる。
【０１１０】
符号器の波長を短波長側に変化させると、−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍ、−１６０ｐｍのときはいずれも、反射パワーが−３０ｄＢｍよりも小さくなり、符号が一致しているときの反射パワーよりも１０ｄＢｍ以上小さい。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号の再生ができない。符号器側の波長に対して−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍ及び−１６０ｐｍの波長変動を与えることは、それぞれ符号器の符号を［１６−４］、［１６−３］、［１６−２］及び［１６−１］に変更したことに対応する。
【０１１１】
また、初期状態での符号器の符号が［１６−５］の場合、復号器の符号が［１６−１］の反射パワー（ケースＢ）は、波長変動量が、０、−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍのときはいずれも、反射パワーが−３０ｄＢｍよりも小さくなり、符号が一致しているときの反射パワーよりも１０ｄＢｍ以上小さい。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号の再生ができない。符号器の波長に０ｐｍ、−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍ及び−１６０ｐｍの波長変動を与えることは、それぞれ符号器の符号を［１６−５］、［１６−４］、［１６−３］及び［１６−２］に変更したことに対応する。
【０１１２】
符号器の波長をさらに短くして、−１６０ｐｍとすると、反射パワーは最大となり、その値は−２０ｄＢｍよりも大きくなる。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号が充分に再生できる。この符号器の波長変動量の−１６０ｐｍは、初期状態で［１６−５］の符号器の符号を、［１６−１］に変更したことに対応する。
【０１１３】
以上説明したように、この発明の光符号分割多重モジュール及び符号化方法によれば、符号器あるいは復号器として、複数個の同一構成の単位ＦＢＧ及び複数個の長さが互いに等しい位相変調部を交互に備えているＳＳＦＢＧを用いており、ＳＳＦＢＧ全体の温度により、符号を設定している。このため、符号の設定に局所加熱が不要となるため、長時間安定して、所望の符号での符号化及び復号化を行うことができる。
【０１１４】
また、ＳＳＦＢＧ全体の温度を変化させることで、容易に符号の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】ＯＣＤＭモジュールの模式図である。
【図２】ＯＣＤＭモジュール備えるモジュールパッケージを側面から見た概略的断面図である。
【図３】符号器あるいは復号器として用いられるＳＳＦＢＧの模式図である。
【図４】モジュールパッケージ内に設けられるバッファの概略的断面図である。
【図５】符号化を説明するための模式図である。
【図６】復号化を説明するための模式図である。
【図７】ＳＳＦＢＧの温度と反射波長の関係を示す特性図である。
【図８】復号化信号の波形図である。
【図９】符号器の波長変動量と復号器の反射パワーの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０ ＯＣＤＭモジュール
３０ モジュールパッケージ
３２ 筺体
３４、３８ バッファ
３６ サーモモジュール
４０ 実装プレート
４２ 温度センサ
５０ 温度コントローラ
５２ 入力部
５４ 受信部
５６ 比較部
５８ 送信部
６０ 記憶部
７０ 光ファイバ
７２ ＳＳＦＢＧ
７３ 単位チップ
７４ 単位ＦＢＧ
７６ 位相変調部
８０ バッファ材層
８２、８４ 粘着層
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光符号分割多重モジュール及び光符号分割多重における符号化方法に関し、特に、符号器及び復号器を交換することなく符号の変更を行うことができる光符号分割多重モジュールと、この光符号分割多重モジュールを用いて実施可能な符号化方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、インターネットの普及等により通信需要が急速に増大している。この通信需要の増大に対応して、光ファイバを用いた、高速・大容量光ネットワークが整備されつつある。
【０００３】
このような高速・大容量光ネットワークでは、波長分割多重（ＷＤＭ：Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）通信方法、特に高密度ＷＤＭ通信方法が注目されている。高密度ＷＤＭ通信方法は、チャネル間に割り当てられた光搬送波の波長間隔を狭くすることにより、光搬送波の波長を波長軸上に高密度に配置して波長多重する方法である。
【０００４】
ＷＤＭ通信方法あるいはＤＷＤＭ通信方法とは別の通信方法として、光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いた通信方法も注目されている。
【０００５】
ＯＣＤＭによる通信方法では、送信側で並列に複数チャネルの光パルス信号を生成し、その光パルス信号をチャネルごとに異なる符号で符号化して符号化信号を生成する。各チャネルで生成された符号化信号は、多重された後、光符号分割多重（ＯＣＤＭ）信号として送信される。一方、受信側では、受信したＯＣＤＭ信号を、送信側で符号化した際の符号と同一の符号で復号化することで、元の光パルス信号を復元する。
【０００６】
ＯＣＤＭによる通信方法は、多重度が高く、また、送信側と受信側とで同一の符号を鍵として用いるので、通信セキュリティが高い。さらに、ＯＣＤＭを、ＷＤＭあるいはＤＷＤＭと併用することにより、波長利用効率が高まることが期待されている。
【０００７】
ＯＣＤＭには、波長ホップ／時間拡散方式や、位相符号方式などが知られている。波長ホップ／時間拡散方式は、複数の波長を含む光パルスを、単一波長の光チップパルスに分離して、この各波長の光チップパルスの時間軸上の配置順序を符号とする方式である。また、位相符号方式は、光チップパルス間の相対位相差を符号とする方式である。
【０００８】
ＯＣＤＭによる通信で用いられる符号器及び復号器として、ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いたものが知られている。ＦＢＧは、光ファイバのコア内に回折格子（グレーティング）を形成したデバイスであり、特定波長の光を反射する。特に、位相符号方式のＯＣＤＭで用いられる符号器及び復号器として、スーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄ ＦＢＧ）が注目されている。ＳＳＦＢＧは、同一光ファイバ中に、複数個の同一構成のＦＢＧ（単位ＦＢＧ）を有している。ＳＳＦＢＧを用いた符号器及び復号器は、これら符号器及び復号器の符号に応じて、隣り合う単位ＦＢＧの間隔を「０」又は所定の間隔としている。なお、以下の説明においては、位相符号方式のＯＣＤＭで用いられる符号器及び復号器をそれぞれ、位相符号器及び位相復号器と称することもある。
【０００９】
ここで、ＳＳＦＢＧで構成した位相符号器及び位相復号器では、符号が隣接する単位ＦＢＧの間隔で定まるので、符号が固定されている。このため、符号の変更が必要な場合は、符号器／復号器を交換せざるを得ないという問題がある。
【００１０】
ＳＳＦＢＧで構成した位相符号器／復号器の符号を変更する技術として、複数のタングステン線を一定の間隔でＳＳＦＢＧに接触させ、各タングステン線による局所加熱で位相シフト量を調節することにより、所望の符号に設定する試みがある（例えば、非特許文献１参照）。
【００１１】
また、アレイ導波路回折格子（ＡＷＧ：Ａｒｒａｙｅｄ−Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）を用いて信号パルスを波長成分ごとに分離し、位相フィルタで変調することにより、所望の符号に設定するＯＣＤＭ位相符号器／復号器がある（例えば、非特許文献２参照）。このＡＷＧを用いたＯＣＤＭ位相符号器／復号器は、平面導波路の一部として構成することができるので、例えば、遅延器やサーキュレータなどとの集積が可能である。
【非特許文献１】Ｍ．Ｒ．Ｍｏｋｈｔａｒ ｅｔ ａｌ．、“Ｒｅｃｏｎｆｉｇｕｒａｂｌｅ Ｍｕｌｔｉｌｅｖｅｌ Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ Ｋｅｙｉｎｇ Ｅｎｃｏｄｅｒ−Ｄｅｃｏｄｅｒ ｆｏｒ Ａｌｌ−Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋｓ”，ＩＥＥＥ Ｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｌｅｔｔｅｒｓ， Ｖｏｌ．１５， Ｎｏ．３， Ｍａｒｃｈ ２００３
【非特許文献２】Ｈ．Ｔｓｕｄａ ｅｔ ａｌ．，“Ｐｈｏｔｏｎｉｃ ｓｐｅｃｔｒａｌ ｅｎｃｏｄｅｒ／ｄｅｃｏｄｅｒ ｕｓｉｎｇ ａｎ ａｒｒａｙｅｄ−ｗａｖｅｇｕｉｄｅ ｇｒａｔｉｎｇ ｆｏｒ ｃｏｈｅｒｅｎｔ ｏｐｔｉｃａｌ ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ”，ｐｒｅｓｅｎｔｅｄ ａｔ ｔｈｅ ＯＦＣ／ＩＯＯＣ '９９， Ｓａｎ Ｄｉｅｇｏ， ＣＡ， Ｆｅｂ．２１−２６，１９９９， Ｐａｐｅｒ ＰＤ３２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上述の非特許文献１に開示されているＯＣＤＭ位相符号器／復号器では、所望の符号に設定してから長時間経過すると、光ファイバの熱伝導により局所加熱領域が拡大する。この場合、局所加熱領域が拡大することにより、位相シフト量が変化し、その結果、符号が、所望の符号から変化してしまう。すなわち、所望の符号での符号化／復号化が行えなくなる。
【００１３】
また、上述の非特許文献２に開示されているＯＣＤＭ位相符号器／復号器では、小型化が困難であり、コストが高く、さらに、伝送路となる光ファイバ網への挿入損失が大きいなどの問題がある。
【００１４】
また、この出願に係る発明者が研究を行ったところ、位相符号方式のＯＣＤＭでは、同一の符号の符号器と復号器の間に、僅か数ｐｍの波長差があると、符号化／復号化を良好に行えないことが分かっている。従って、上述の非特許文献１又は２に開示されている符号器及び復号器では、対を成す符号器と復号器が設置された環境温度が異なる場合、あるいは、環境温度が変動した場合には、符号器及び復号器それぞれの反射中心波長が異なってしまい、符号化／復号化を良好に行えない。
【００１５】
この発明は、上述の問題点に鑑みてなされたものである。この発明の目的は、符号の変更が必要な場合に、符号器／復号器を交換することなく所望の符号に変更でき、かつ、符号器及び復号器を長期間安定に維持できる、光符号分割多重モジュールと、この光符号分割多重モジュールを用いて実施可能な符号化方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上述した目的を達成するために、発明者が鋭意研究を行ったところ、光符号分割多重を行うに当たり、符号器あるいは復号器として、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ＦＢＧを有しており、隣接する単位ＦＢＧの間隔が一定のＳＳＦＢＧを用いることで、環境温度が変動した場合であっても、符号化／復号化を良好に行うことができ、かつ符号の変更が必要な場合に、符号器／復号器を交換することなく所望の符号に変更できることを見出した。
【００１７】
上述したＳＳＦＢＧで構成された符号器に光信号が入力されると、一定の時間間隔で光チップパルスが出力され、隣り合う光チップパルス間の位相差が一定になる。この位相差が符号を与える。
【００１８】
復号器が符号器と同じ構造の場合、復号器の単位ＦＢＧで反射される光チップパルスは時間軸上で重なり、かつ重なった光チップパルスの位相が揃う。従って、復号器からの出力には自己相関ピークが現れ、光パルス信号の再生が可能になる。
【００１９】
一方、復号器の構造が符号器の構造と異なる場合、すなわち、単位ＦＢＧの間隔が、符号器と復号器とで異なっている場合、復号器の単位ＦＢＧで反射される光チップパルスが時間軸上で重ならず、かつ位相も揃わない。従って、復号器からの出力には自己相関ピークが現れず、光パルス信号の再生ができない。
【００２０】
また、ＳＳＦＢＧの温度を変化させると、隣接する光チップパルス間の位相が変化するので、このＳＳＦＢＧの温度変化により、符号器あるいは復号器の符号を変更できる。
【００２１】
この発明の第１の要旨によれば、ＳＳＦＢＧと、実装プレートと、サーモモジュールと、温度センサと、温度コントローラとを備える光符号分割多重モジュールが提供される。
【００２２】
ＳＳＦＢＧは、同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ＦＢＧを、等間隔に備えている。実装プレートには、ＳＳＦＢＧが固定される。サーモモジュールは、実装プレートを加熱又は冷却する。温度センサは、実装プレートの温度を測定する。温度コントローラは、温度センサで測定される温度に基づいてサーモモジュールを制御して、実装プレートの温度を調整して、位相変調による符号化又は復号化の際の符号を設定する。
【００２３】
上述した光符号分割多重モジュールの実施にあたり、好ましくは、ＳＳＦＢＧが符号長Ｍに対応する個数の単位ＦＢＧを備え、ＳＳＦＢＧに入力された光が、各単位ＦＢＧでそれぞれ反射されたＭ個（Ｍは１以上の整数）の光パルスに分岐され、隣接する単位ＦＢＧで反射された光チップパルス間の位相差が一定であるのが良い。この位相差が光符号分割多重モジュールの符号を定める。
【００２４】
さらに、上述した光符号分割多重モジュールの好適な実施形態によれば、実装プレートの温度が変化すると、位相差が変化する。
【００２５】
また、この発明の光符号分割多重モジュールの実施にあたり、符号が、符号数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、位相差ΔφをΔφ＝（２ａ−１）＊π／Ｎとするのが好適である。
【００２６】
また、この発明の第２の要旨によれば、上述の光符号分割多重モジュールを用いて行われる、光符号分割多重における符号化方法が提供される。この符号化方法は、ＳＳＦＢＧに光信号を入力する過程と、光信号を、各単位ＦＢＧでそれぞれ反射させて、隣接する単位ＦＢＧで反射された光パルス間の位相差が一定であるＭ個の光パルスに分岐して符号化信号を生成する過程とを備える。この位相差が光符号分割多重モジュールの符号を定める。
【００２７】
上述した符号化方法の好適な実施形態によれば、実装プレートの温度を変化させることにより、位相差が変化する。
【発明の効果】
【００２８】
この発明の光符号分割多重モジュール及び符号化方法によれば、符号器あるいは復号器として、複数個の同一構成の単位ＦＢＧを等間隔に備えているＳＳＦＢＧを用いており、ＳＳＦＢＧ全体の温度により、符号を設定している。このため、符号の設定に局所加熱が不要となるため、長時間安定して、所望の符号での符号化及び復号化を行うことができる。
【００２９】
また、ＳＳＦＢＧ全体の温度を変化させることで、容易に符号の変更を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図を参照して、この発明の実施の形態について説明するが、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係については、この発明が理解できる程度に概略的に示したものに過ぎない。また、以下、この発明の好適な構成例につき説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、この発明の構成の範囲を逸脱せずにこの発明の効果を達成できる多くの変更又は変形を行うことができる。
【００３１】
（光符号分割多重モジュールの構成）
図１〜４を参照して、本発明の光符号分割多重（ＯＣＤＭ：Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅｄ Ｄｉｖｉｓｉｏｎ Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）モジュールについて説明する。図１は、ＯＣＤＭモジュールの模式図である。ＯＣＤＭモジュール１０は、位相符号方式のＯＣＤＭ通信の受信装置あるいは送信装置として用いられる。図２は、ＯＣＤＭモジュール１０が備えるモジュールパッケージを側面から見た概略的断面図である。図３は、位相符号方式のＯＣＤＭ通信で、符号器あるいは復号器として用いられるスーパーストラクチャファイバブラッググレーティング（ＳＳＦＢＧ：Ｓｕｐｅｒ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）の模式図である。なお、以下の説明では、例として、ＳＳＦＢＧが、符号器として用いられる構成について説明する。図４は、モジュールパッケージ内に設けられるバッファの概略的断面図である。
【００３２】
ＯＣＤＭモジュール１０は、モジュールパッケージ３０及び温度コントローラ５０を備えている。
【００３３】
モジュールパッケージ３０は、筺体３２の内部に、サーモモジュール３６、実装プレート４０、温度センサ４２及びＳＳＦＢＧ７２を備えている。
【００３４】
サーモモジュール３６は、筺体３２の内部の底面３２ａ上に、第１のバッファ３４を介して固定されている。また、サーモモジュール３６の上面３６ａ上には、第２のバッファ３８が設けられている。実装プレート４０は、第２のバッファ３８を介して、サーモモジュール３６に固定されている。すなわち、実装プレート４０は、第２のバッファ３８、サーモモジュール３６及び第１のバッファ３４を介して、筺体３２に固定されている。
【００３５】
実装プレート４０には、光ファイバ７０が引張張力や圧縮力などの応力が印加されていない状態で固定されている。光ファイバ７０は、光の伝播方向に沿って離間した２点（例えば、図２中、Ａで示す部分）で実装プレート４０に接着固定される。この接着固定される２点間では、光ファイバ７０は、実装プレート４０に密着している。光ファイバ７０の実装プレート４０への接着固定には、紫外線硬化型のアクリル系接着剤（例えば、Ｓｕｍｍｅｒｓ Ｏｐｔｉｃｓ社製ＶＴＣ−２）、又はエポキシ系の接着剤などを用いることができる。
【００３６】
なお、以下の説明においては、光ファイバ７０における光の伝播方向（図２又は図３での水平方向）を、モジュールパッケージ３０の長手方向、あるいは、単に長手方向と称することもある。
【００３７】
光ファイバ７０として、コアにゲルマニウムなどを添加して紫外感光性を高めたシングルモード光ファイバが用いられる。この光ファイバ７０が、実装プレート４０に接着固定される２点間に、ＳＳＦＢＧ７２が形成されている。ＳＳＦＢＧ７２の詳細については、後述する。
【００３８】
筺体３２は、例えば表面に金メッキを施したアルミニウムで形成することができる。なお、筺体３２の材料は、アルミニウムに限定されるものではなく、銅などの安価でかつ加工が容易な材料を使用することができる。
【００３９】
筺体３２は、箱状の形態であり、その側面にサーモモジュール３６への電力供給端子（図示を省略する。）と温度センサ４２からの出力端子（図示を省略する。）を備えている。また、筺体３２は、筺体３２の内部にサーモモジュール３６、実装プレート４０、温度センサ４２及びＳＳＦＢＧ７２などを実装するために、基体部と、開閉自在あるいは着脱自在に設けられた蓋部とからなるのが良い。この場合、蓋部が開いた状態あるいは取り外された状態で、基体部に対して実装を行い、実装後に蓋を取り付ければよい。
【００４０】
サーモモジュール３６は、例えばペルチェ素子を用いて構成される。サーモモジュール３６には、温度コントローラ５０から電力供給端子を経て電流が供給される。サーモモジュール３６は、この電流に応じて熱を発生させ、あるいは熱を吸収する。このサーモモジュール３６における熱の発生あるいは吸収により、実装プレート４０の加熱あるいは冷却が行われる。ＳＳＦＢＧ７２の温度を均一に保つために、サーモモジュール３６により加熱あるいは冷却される領域の、モジュールパッケージ３６の長手方向の長さは、ＳＳＦＢＧ７２の長さと等しいか、それ以上であることが望ましい。
【００４１】
筺体３２とサーモモジュール３６の間には、第１のバッファ３４が設けられている。また、サーモモジュール３６と実装プレート４０の間には、第２のバッファ３８が設けられている。第１のバッファ３４及び第２のバッファ３８は同様に構成できるので、ここでは、代表して、第１のバッファ３４について説明する。
【００４２】
第１のバッファ３４は、バッファ材層８０と、その下面８０ａ及び上面８０ｂ上に粘着層８２及び８４を有している。ここで、バッファ材層８０は、面方向に１０％以上伸縮するなど伸縮性に優れ、かつ、熱伝導係数が１Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料で形成されていることが望ましい。また、粘着層８２及び８４として、アクリル系やウレタン系など、１８０度剥離試験によって測定される粘着力が５Ｎ／ｃｍ以上であり、１ｋｇ荷重によって生じるずれが０．１ｍｍ未満となるせん断保持力を有している材料が用いられる。
【００４３】
なお、第１のバッファ３４及び第２のバッファ３８は、上述の構造や材質に限定されるものではない。例えば、バッファ材層８０として用いられる材料が、上述の伸縮性、粘着力及びせん断保持力を有している場合には、第１のバッファ３４及び第２のバッファ３８を、バッファ材の単層構造にすることができる。
【００４４】
実装プレート４０は、例えば上面に光ファイバ７０を固定するための溝が形成された、角柱状の形状を有している。実装プレート４０は、高熱伝導かつ低熱膨張係数の材質で形成されるのが良く、例えば、炭化珪素（ＳｉＣ：シリコンカーバイド）セラミックと、珪素（Ｓｉ：シリコン）の複合材料であるＳＳＣ−８０２−ＣＩ（エム・キューブド・テクノロジーズ・ＩＮＣ製）を用いることができる。このＳＳＣ−８０２−ＣＩは、熱伝導率が１９０Ｗ／ｍ・Ｋでアルミニウムとほぼ同等であり、熱膨張係数は、１．７×１０−６／Ｋでインバーと同等である。
【００４５】
温度センサ４２は、実装プレート４０の光ファイバ７０を実装する上面上、あるいは、実装プレート４０の上面又は側面に埋設して設置される。温度センサ４２は、実装プレート４０の温度を測定し、測定した温度に対応する電気信号を出力する。ＳＳＦＢＧ７２は、実装プレート４０の上面に形成された溝内に密着固定されるので、実装プレート４０の温度は、ＳＳＦＢＧ７２の温度とほぼ等しい。
【００４６】
温度センサ４２からの電気信号は、モジュールパッケージ３０の筺体３２に設けられた出力端子を経て、温度コントローラ５０に送られる。温度センサ４２として、例えば、サーミスタを用いることができる。また、温度センサ４２として、熱電対や白金熱抵抗体を用いても良い。
【００４７】
温度コントローラ５０は、入力部５２、受信部５４、比較部５６、送信部５８及び記憶部６０を備えて構成される。温度コントローラ５０は、温度センサ４２で測定される温度に基づいて、サーモモジュール３６を制御して、実装プレート４０の温度を調整する。温度の調整により、位相変調による符号化又は復号化の際の符号が設定される。
【００４８】
記憶部６０には、位相符号器の特性に基づいて予め測定された参照データが読み出し自在に記憶されている。この参照データは、位相符号器が示す符号と、位相符号器を構成するＳＳＦＢＧの温度とを対応付けるデータである。
【００４９】
利用者が、位相符号器の符号を入力部５２にすると、入力部５２は、記憶部６０から参照データを読み出して、ＳＳＦＢＧの設定温度を定める。この設定温度は比較部５６に送られる。
【００５０】
また、受信部５４は、モジュールパッケージ３０から実装プレート４０の温度を示す電気信号を受信する。受信部５４は、受信した電気信号を、測定温度の情報に変換して、比較部５６に送る。
【００５１】
比較部５６は、入力部５２から受け取った設定温度と、受信部５４から受け取った測定温度とを比較する。比較部５６は、この比較の結果に応じて、測定温度が設定温度と等しくなるように、サーモモジュール３６の加熱又は冷却と、その大きさを決定する。比較部５６は、この決定の結果を、制御情報として送信部５８に送る。
【００５２】
送信部５８は、比較部５６から受け取った制御情報に対応する電流を、筺体３２の電力供給端子を経てサーモモジュール３６に供給する。
【００５３】
温度コントローラ５０が備える、制御対象の温度を所望の値に制御できる温度制御手段、すなわち、設定温度と測定温度とを等しくする温度制御手段は、任意好適な従来周知のものを用いることができる。また、符号と設定温度を対応付けて、符号の入力により設定温度を定める手段は、当業者ならば従来周知の技術を用いて容易に構成することができる。なお、入力部５２に、利用者が設定温度を入力する構成にしてもよい。
【００５４】
ＳＳＦＢＧ７２は、同一の光ファイバ７０中に、複数個の単位ファイバブラッググレーティング（ＦＢＧ：Ｆｉｂｅｒ Ｂｒａｇｇ Ｇｒａｔｉｎｇ）７４及び複数個の位相変調部７６が交互に形成された多点位相シフト構造を有している。複数個の単位ＦＢＧ７４は、同一の長さＬ１、及び同一の回折格子間隔で形成されている。すなわち、各単位ＦＢＧ７４は、同一構造を有している。また、複数個の位相変調部７６は、同一の長さＬ２で形成されている。すなわち、複数個の単位ＦＢＧ７４は、等間隔で配置されている。隣接する１組の単位ＦＢＧ７４と位相変調部７６を単位チップ７３とすると、各単位チップ７３の長さＬは等しい。
【００５５】
ＳＳＦＢＧ７２が、符号長がＭ（Ｍは２以上の整数）であり、及び、生成する符号数がＮ（Ｎは２以上の整数）である位相符号器として用いられる場合について説明する。この場合、単位ＦＢＧ７４の個数は、符号長Ｍに等しい。ここで、符号長Ｍは、符号数Ｎの自然数（１以上の整数）倍とする。
【００５６】
ＳＳＦＢＧ７２に光パルス信号が入力されると、各単位ＦＢＧ７４で反射されて、Ｍ個の光チップパルスに分岐される。ここで、単位ＦＢＧ７４は、等間隔で配置されているので、Ｍ個の光チップパルスは、時間軸上に等間隔に配列される。また、隣接する単位ＦＢＧ７４で反射される光チップパルス間、すなわち時間軸上で隣接する光チップパルス間の位相差Δφは一定になる。この位相差Δφにより符号が定まる。
【００５７】
Ｎ個生成される符号の中のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号で、符号化する場合には、隣接する単位ＦＢＧ７４の間隔、すなわち、単位チップ７３の長さＬａを、隣接する光チップパルス間の位相差がΔφａ＝（２ａ−１）×π／Ｎになる長さにする。
【００５８】
ａ番目の符号と異なるｂ番目の符号の符号器を生成する場合は、位相変調部７６の長さＬｂが、Ｌａと異なっていればよく、それ以外の条件を等しくする。Δφａ＝（２ａ−１）×π／Ｎと、Δφｂ＝（２ｂ−１）×π／Ｎは、ＳＳＦＢＧの温度が、共通の基準温度であるものとして設定される。
【００５９】
一方、ａ番目の符号で符号化された信号を復号化する位相復号器は、ａ番目の位相符号器と同一構成のＳＳＦＢＧを用いれば良く、受信側と送信側とで同じ構成のＯＣＤＭモジュール用いることができる。
【００６０】
（符号化方法及び復号化方法）
図１〜４を参照して説明したＯＣＤＭモジュールを用いた、符号化方法及び復号化方法について、図５及び図６を参照して説明する。図５は、符号化を説明するための模式図である。また、図６は復号化を説明するための模式図である。
【００６１】
送信側のＯＣＤＭモジュール１０ａが備えるＳＳＦＢＧ（以下、符号器と称する。）については、単位ＦＢＧ７４を、入力側から順にＡ１、Ａ２、…、ＡＭで示す。また、受信側のＯＣＤＭモジュール１０ｂが備えるＳＳＦＢＧ（以下、復号器と称する。）については、単位ＦＢＧ７４を、入力側から順に、Ｂ１、Ｂ２、…、ＢＭで示す。
【００６２】
図５を参照して、光パルス信号が符号器に入力された場合について説明する。光パルス信号が、符号器に入力されると、光信号は、一定の割合で、符号器の各単位ＦＢＧ７４で反射される。この結果、符号器に入力された光信号は、Ｍ個の光チップパルスに分岐されて、光信号が入力された側と同じ側から、符号化信号として出力される。このとき、単位ＦＢＧ７４の配列周期、すなわち、単位チップ７３の長さＬは一定なので、Ｍ個の光チップパルスは、時間軸上に等間隔に配置される。また、時間軸上で隣接する光チップパルス間の位相差Δφも一定になる。
【００６３】
例えば、Ａ１で反射された光チップパルスの位相を０とすると、Ａ２で反射された光チップパルスの位相はΔφとなる。同様に、Ａ３で反射された光チップパルスの位相は２Δφとなり、ＡＭで反射された光チップパルスの位相は（Ｍ−１）Δφとなる。
【００６４】
次に、図６を参照して、符号化信号が復号器に入力された場合について説明する。１つの光パルス信号が符号化された符号化信号は、Ｍ個の光チップパルスからなる。このＭ個の光チップパルスが復号器に入力されると、各光チップパルスは、それぞれが各単位ＦＢＧ７４で反射されて、さらにＭ個の光チップパルスに分岐される。
【００６５】
符号器側でｐ番目の単位ＦＢＧであるＡｐで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＡ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａに対応する遅延を受ける。また、復号器側でｑ番目の単位ＦＢＧであるＢｑで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＢ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×２×Ｌｂに対応する遅延を受ける。
【００６６】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×Ｌａ＝（ｐ＋ｑ−２）×２×Ｌａに対応する遅延を受けることになる。従って、ｐ＋ｑが等しい光チップパルスは、復号器から出力されたときに時間軸上で重なる。
【００６７】
また、符号器側のＡｐで反射された光チップパルスは、Ａ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×Δφａに対応する位相遅延を受ける。また、復号器のＢｑで反射された光チップパルスは、Ｂ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×Δφａに対応する位相遅延を受ける。
【００６８】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×Δφａ＋（ｑ−１）×Δφａ＝（ｐ＋ｑ−２）×Δφａに対応する位相遅延を受けることになる。従って、ｐ＋ｑが等しい光チップパルスは、復号器から時間軸上で重なって出力されたときに位相が揃っている。
【００６９】
このように、符号器のｐ番目の単位ＦＢＧ７４であるＡｐで反射され、かつ、復号器のｑ番目の単位ＦＢＧ７４であるＢｑで反射された光パルスは、ｐ＋ｑが等しい場合に、時間軸上で重なり、さらに、位相が揃っている。この結果、復号器の出力は、時間軸上で重なった光チップパルスの信号強度が強くなるので、復号化信号は、図中、符号Ｉで示す自己相関ピークを示す。
【００７０】
続いて、符号化するときの符号と、復号化するときの符号とが異なっている場合について説明する。ここでは、ａ番目の符号で符号化された信号をｂ番目の符号で復号化する場合を例にとって説明する。ここで、ｂは、１以上Ｎ以下であって、かつ、ａとは異なる整数である。
【００７１】
符号器側でｐ番目の単位ＦＢＧであるＡｐで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＡ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａに対応する遅延を受ける。また、復号器側でｑ番目の単位ＦＢＧであるＢｑで反射された光チップパルスは、１番目の単位ＦＢＧであるＢ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×２×Ｌｂに対応する遅延を受ける。
【００７２】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×Ｌｂに対応する遅延を受けることになる。ここで、Ｌｂ＝Ｌａ＋ΔＬとすれば、（ｐ−１）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×Ｌｂ＝（ｐ＋ｑ−２）×２×Ｌａ＋（ｑ−１）×２×ΔＬとなるので、ｐ＋ｑが等しい光チップパルスは、復号器から出力されたときに、（ｑ−１）×２×ΔＬの項の分だけ、時間軸上の位置がずれる。
【００７３】
また、符号器側のＡｐで反射された光チップパルスは、Ａ１で反射された光チップパルスに対して、（ｐ−１）×Δφａに対応する位相遅延を受ける。また、復号器のＢｑで反射された光チップパルスは、Ｂ１で反射された光チップパルスに対して、（ｑ−１）×Δφｂに対応する位相遅延を受ける。
【００７４】
符号器のＡｐで反射され、かつ、復号器のＢｑで反射された光パルスは、符号器のＡ１で反射され、かつ、復号器のＢ１で反射された光パルスに対して、（ｐ−１）×Δφａ＋（ｑ−１）×Δφｂに対応する位相遅延を受けることになる。従って、ｂ＝ａ＋Δａとすると、以下の（１）式に示されるように、（ｑ−１）×２Δａ×π／Ｎの分だけ、位相がずれる。
【００７５】
（ｐ−１）×Δφａ＋（ｑ−１）×Δφｂ
＝（ｐ−１）×（２ａ−１）×π／Ｎ＋（ｑ−１）×（２ｂ−１）×π／Ｎ
＝（ｐ−１）×（２ａ−１）×π／Ｎ＋（ｑ−１）×（２ａ＋２Δａ−１）×π／Ｎ
＝（ｐ＋ｑ−２）×（２ａ−１）×π／Ｎ＋（ｑ−１）×２Δａ×π／Ｎ
＝（ｐ＋ｑ−２）×Δφａ＋（ｑ−１）×２Δａ×π／Ｎ （１）
【００７６】
このように、符号器のｐ番目の単位ＦＢＧ７４であるＡｐで反射され、かつ、復号器のｑ番目の単位ＦＢＧ７４であるＢｑで反射された光パルスは、ｐ＋ｑが等しい場合であっても、時間軸上での位置がずれており、さらに、位相が揃っていないので信号強度が弱くなる。この結果、復号化信号では自己相関ピークが得られず、光信号の再生ができない。
【００７７】
（符号の変更方法）
ＯＣＤＭモジュールでは、温度コントローラ５０で設定された設定温度と、温度センサ４２で測定された測定温度とが等しくなるようにサーモモジュール３６の加熱／冷却が制御される。この温度コントローラ５０を用いたサーモモジュール３６の制御により、実装プレート４０は、設定温度に等しい、一定の温度に保たれる。
【００７８】
ここで、実装プレート４０は熱伝導率が高いため、実装プレート４０の長手方向の温度分布は発生しない。この結果、実装プレート４０上に密着固定された光ファイバ７０のＳＳＦＢＧ７２の部分は、全体が一定の温度になる。
【００７９】
また、実装プレート４０の熱膨張係数が小さいため、ＳＳＦＢＧ７２の温度変化について考慮すれば良く、温度変化による実装プレート４０自体の伸縮については、無視することができる。
【００８０】
ＳＳＦＢＧ７２の温度変化により、ＳＳＦＢＧ７２を構成する単位ＦＢＧ７４の実効屈折率ｎｅｆｆ、及びグレーティングピッチΛが変化する。この結果、各単位ＦＢＧ７４での反射波長が変化する。また、単位チップ７３の長さＬ及びＳＳＦＢＧが形成された光ファイバ７０のコアの屈折率ｎも変化する。
【００８１】
図７を参照して、ＳＳＦＢＧの温度と反射波長の関係について説明する。図７は、ＳＳＦＢＧの温度と反射波長の関係の特性図である。図７では、横軸に温度コントローラでの設定温度Ｔｓｅｔ（単位：℃）を取って示し、及び、縦軸に設定温度Ｔｓｅｔが２５℃のときの反射波長を基準とした反射波長の波長変動量Δλ（単位：ｐｍ）を取って示している。設定温度Ｔｓｅｔと波長変動量Δλを一次関数で近似すると、以下の式（２）が得られる。
【００８２】
Δλ＝１２．０×Ｔｓｅｔ−３００．２ （２）
【００８３】
温度コントローラ５０の設定温度Ｔｓｅｔが１℃変動すると、反射波長λは１２．０ｐｍ変動する。このことから、符号器及び復号器で０．１℃単位の温度制御を行えば、およそ１ｐｍの分解能で反射波長を一致させることができる。
【００８４】
サーモモジュール３６によって実装プレート４０を加熱する場合の例について、バッファ３４及び３８による熱応力の緩和を説明する。
【００８５】
一般にサーモモジュール３６と、実装プレート４０や筺体３２とは、熱膨張係数が異なるので、温度変化に伴うサーモモジュール３６の伸縮量と、実装プレート４０あるいは筺体３２の伸縮量とが異なる。このため、サーモモジュール３６が実装プレート４０あるいは筺体と強固に固定されていると、サーモモジュール３６を構成するペルチェ素子そのものや、ペルチェ素子が備える電極へ半田付けを行った箇所などに、伸縮量の差異による応力が加わり、サーモモジュール３６が破壊されてしまう場合がある。
【００８６】
図２を参照して説明した構成では、サーモモジュール３６は、バッファ３４及び３８を介して筺体３２及び実装プレート４０と固定されている。サーモモジュール３６と筺体３２あるいは実装プレート４０との伸縮量の差異は、バッファ材層８０の面方向への伸縮により吸収されるため、応力の発生を抑制できる。この結果、温度変化により発生する熱応力に基づくサーモモジュールの破壊を回避することができる。
【００８７】
ここで、バッファ３４及び３８を熱伝導係数の大きい材質で、薄く形成すれば、バッファの熱抵抗を無視することができる。
【００８８】
本発明では、符号は、時間軸上に隣接する光チップパルス間の位相差によって与えられる。ＳＳＦＢＧの温度を変化させることで、隣接するチップパルス間の位相差を変化させ、その結果、符号器あるいは復号器の符号を変更することができる。
【００８９】
単位チップ７３では、実装プレート４０の温度に応じて定まる当該単位チップ７３の長さＬ及び屈折率ｎと、実装プレート４０の温度に応じて定まる単位ＦＢＧ７４における反射中心波長とにより、単位チップ７３における位相遅延量が定まる。この各単位チップ７３における位相遅延量により、隣接する光チップパルス間の位相差を決定する。
【００９０】
符号数１６の中の１番目の符号である、符号［１６−１］を符号［１６−２］に変更する場合の例について説明する。なお、［Ｎ−ａ］は、Ｎ個生成される符号の中のａ番目の符号を示している。例えば、［１６−１］は、１６個生成される符号の中の１番目の符号を示す。
【００９１】
符号［１６−１］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．０３１２５［ｒａｄ］（＝（２×ａ−１）×π／Ｎ＝π／１６＝１／３２×２π）となる。
【００９２】
一方、符号［１６−２］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．０９３７５［ｒａｄ］（＝３／３２×２π）となる。符号［１６−１］を符号［１６−２］に変更する場合、０．０６２５０［ｒａｄ］（＝０．０９３７５［ｒａｄ］−０．０３１２５［ｒａｄ］）に相当する位相変化を、符号［１６−１］を示す符号器に与えれば良い。
【００９３】
ここでは、単位チップの長さＬと、光ファイバのコアの屈折率ｎと、反射波長λ０により位相差Δφが符号数Ｎのａ番目の符号［Ｎ−ａ］に設定されているとする。このとき、位相差Δφａは、Δφａ＝２×Ｌ×ｎ／λ０＝（２×ａ−１）×π／Ｎの関係を満たしている。
【００９４】
ここで、実装プレートに温度変化δＴを与えて、ａ番目の符号［Ｎ−ａ］からｂ番目（ｂは１以上Ｎ以下であり、ａとは異なる整数）の符号［Ｎ−ｂ］に変換する。この温度変化δＴにより、単位チップ７３のチップ長さＬは、チップ長さ変化量δＬだけ変化する。さらに、この温度変化δＴにより、屈折率ｎも屈折率変化量δｎだけ変化する。
【００９５】
この結果、位相差Δφｂ（＝（２×ｂ−１）×π／Ｎ）は、Δφｂ＝２×（Ｌ＋δＬ）×（ｎ＋δｎ）／λ０になる。
【００９６】
このときの位相差の変化量δ（Δφ）は、以下の式（３）で与えられる。
δ（Δφ）
＝Δφｂ−Δφａ
＝２×（Ｌ＋δＬ）×（ｎ＋δｎ）／λ０−２×Ｌ×ｎ／λ０
＝２×（Ｌ×δｎ＋δＬ×ｎ＋δＬ×δｎ）／λ０ （３）
【００９７】
以下、ＳＳＦＢＧ７２として、単位ＦＢＧ７４の長さＬ１を０．３ｍｍ及び位相変調部７６の長さＬ２を１．０ｍｍとした、すなわち、単位チップ７３のチップ長さＬを１．３ｍｍとした、コアにゲルマニウムを添加したシングルモード光ファイバを用いた場合の、符号の変更の実測結果について説明する。ここでは、符号長Ｍを３２としている。
【００９８】
以下の説明では、光ファイバの熱膨張係数を５．５×１０−７／℃、コアの屈折率ｎを１．４５、屈折率の温度による変化率を８．６×１０−６／℃、反射波長の温度による変化率を１０ｐｍ／℃、単位ＦＢＧ７４での反射波長を１５４９．３２ｎｍとして説明する。
【００９９】
この場合、δＬは、５．５×１０−７×Ｌ×δＴで与えられ、δｎは、８．６×１０−６×δＴで与えられる。このδＬとδｎを上記の式（３）に代入すると、δＬ×δｎの項の寄与は無視することができるので、位相差の変化量δ（Δφ）は、温度変化δＴに比例する。このとき、温度変化１℃あたりの、位相変化量は、０．０１５８［ｒａｄ］となる。この結果、符号［１６−１］の符号器に対して、およそ４℃の温度変化を与えれば、符号を［１６−２］に変化させることができる。
【０１００】
図８を参照して、符号化信号が、符号［１６−５］で符号化されているとき、符号［１６−１］の符号器と、符号［１６−５］の復号器で復号化した復号化信号の実測結果について説明する。図８（Ａ）〜（Ｄ）は、復号化信号の実測結果を示す図であり、横軸に時間（任意単位）で取って示し、縦軸に反射パワー（任意単位）で取って示している。
【０１０１】
図８（Ａ）は、符号が［１６−５］である符号器で符号化して、符号が［１６−５］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号と、復号化する際の符号とがともに［１６−５］で一致しているので、自己相関ピークが観測される。すなわち、送信側の光パルス信号が、復号化されて再生される。
【０１０２】
これに対し、図８（Ｂ）は、符号が［１６−５］である符号器で符号化して、符号が［１６−１］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号が［１６−５］であり、かつ、復号化する際の符号が［１６−１］であり、互いに異なっているので、自己相関ピークが観測されない。すなわち、送信側の光パルス信号が、再生されない。
【０１０３】
符号［１６−１］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．０３１２５［ｒａｄ］であり、符号［１６−５］では、隣接するチップパルス間の位相差は、０．２８１２５［ｒａｄ］（＝９／３２×２π）となる。符号［１６−５］を符号［１６−１］に変更する場合、０．２５［ｒａｄ］（＝０．２８１２５［ｒａｄ］−０．０３１２５［ｒａｄ］）に相当する位相変化を、符号［１６−５］を示す符号器に与えれば良い。
【０１０４】
この実施形態の符号器では、温度変化ΔＴが１℃のときの、位相変化量が０．０１５７［ｒａｄ］であるので、符号器の温度変化を約１６℃（＝０．２５［ｒａｄ］／０．０１５８［ｒａｄ／℃］）とすればよい。ＳＳＦＢＧの反射波長は温度変化１℃あたり１０ｐｍなので、符号器の温度変化により、ＳＳＦＢＧの反射波長は１６０ｐｍ変化する。
【０１０５】
［１６−５］から［１６−１］に変化させるためには、符号器の温度を約１６℃下げる。このとき、反射波長は１６０ｐｍ短くなる。
【０１０６】
図８（Ｃ）は、符号を［１６−１］に変化させた符号器で符号化して、符号が［１６−５］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号が［１６−１］であり、かつ、復号化する際の符号が［１６−５］であり、互いに異なっているので、自己相関ピークが観測されない。すなわち、送信側の光パルス信号が、再生されない。
【０１０７】
これに対し、図８（Ｄ）は、符号が［１６−１］である符号器で符号化して、符号が［１６−１］の復号器で復号化したときの復号化信号を示している。この場合、符号化する際の符号と、復号化する際の符号とがともに［１６−１］で一致しているので、自己相関ピークが観測される。すなわち、送信側の光パルス信号が、復号化されて再生される。
【０１０８】
図９は、横軸に符号器の波長（単位：ｐｍ）で取って示し、縦軸に反射パワー（単位：ｄＢｍ）で取って示している。図中、記号■は、復号器の符号が［１６−５］の場合の反射パワーを示し、及び、記号●は、復号器の符号が［１６−１］の場合の反射パワーを示している。
【０１０９】
初期状態での符号器の符号が［１６−５］の場合、復号器の符号が［１６−５］の反射パワー（ケースＡ）は、符号器の波長変動量が０ｐｍのときに最大となり、その値はおよそ−２０ｄＢｍである。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号が充分に再生できる。
【０１１０】
符号器の波長を短波長側に変化させると、−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍ、−１６０ｐｍのときはいずれも、反射パワーが−３０ｄＢｍよりも小さくなり、符号が一致しているときの反射パワーよりも１０ｄＢｍ以上小さい。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号の再生ができない。符号器側の波長に対して−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍ及び−１６０ｐｍの波長変動を与えることは、それぞれ符号器の符号を［１６−４］、［１６−３］、［１６−２］及び［１６−１］に変更したことに対応する。
【０１１１】
また、初期状態での符号器の符号が［１６−５］の場合、復号器の符号が［１６−１］の反射パワー（ケースＢ）は、波長変動量が、０、−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍのときはいずれも、反射パワーが−３０ｄＢｍよりも小さくなり、符号が一致しているときの反射パワーよりも１０ｄＢｍ以上小さい。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号の再生ができない。符号器の波長に０ｐｍ、−４０ｐｍ、−８０ｐｍ、−１２０ｐｍ及び−１６０ｐｍの波長変動を与えることは、それぞれ符号器の符号を［１６−５］、［１６−４］、［１６−３］及び［１６−２］に変更したことに対応する。
【０１１２】
符号器の波長をさらに短くして、−１６０ｐｍとすると、反射パワーは最大となり、その値は−２０ｄＢｍよりも大きくなる。この場合、復号器において、送信側の光パルス信号が充分に再生できる。この符号器の波長変動量の−１６０ｐｍは、初期状態で［１６−５］の符号器の符号を、［１６−１］に変更したことに対応する。
【０１１３】
以上説明したように、この発明の光符号分割多重モジュール及び符号化方法によれば、符号器あるいは復号器として、複数個の同一構成の単位ＦＢＧ及び複数個の長さが互いに等しい位相変調部を交互に備えているＳＳＦＢＧを用いており、ＳＳＦＢＧ全体の温度により、符号を設定している。このため、符号の設定に局所加熱が不要となるため、長時間安定して、所望の符号での符号化及び復号化を行うことができる。
【０１１４】
また、ＳＳＦＢＧ全体の温度を変化させることで、容易に符号の変更を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】ＯＣＤＭモジュールの模式図である。
【図２】ＯＣＤＭモジュール備えるモジュールパッケージを側面から見た概略的断面図である。
【図３】符号器あるいは復号器として用いられるＳＳＦＢＧの模式図である。
【図４】モジュールパッケージ内に設けられるバッファの概略的断面図である。
【図５】符号化を説明するための模式図である。
【図６】復号化を説明するための模式図である。
【図７】ＳＳＦＢＧの温度と反射波長の関係を示す特性図である。
【図８】復号化信号の波形図である。
【図９】符号器の波長変動量と復号器の反射パワーの関係を示す特性図である。
【符号の説明】
【０１１６】
１０ ＯＣＤＭモジュール
３０ モジュールパッケージ
３２ 筺体
３４、３８ バッファ
３６ サーモモジュール
４０ 実装プレート
４２ 温度センサ
５０ 温度コントローラ
５２ 入力部
５４ 受信部
５６ 比較部
５８ 送信部
６０ 記憶部
７０ 光ファイバ
７２ ＳＳＦＢＧ
７３ 単位チップ
７４ 単位ＦＢＧ
７６ 位相変調部
８０ バッファ材層
８２、８４ 粘着層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティングを等間隔に備えるスーパーストラクチャファイバブラッググレーティングと、
該スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングが固定される実装プレートと、
該実装プレートを加熱又は冷却するサーモモジュールと、
前記実装プレートの温度を測定する温度センサと、
該温度センサで測定される前記温度に基づいて前記サーモモジュールを制御して、前記実装プレートの温度を調整して、位相変調による符号化又は復号化の際の符号を設定する温度コントローラと
を備えることを特徴とする光符号分割多重モジュール。
【請求項２】
前記スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングが符号長Ｍに対応する個数の単位ファイバブラッググレーティングを備え、
前記スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングに入力された光は、前記各単位ファイバブラッググレーティングでそれぞれ反射された、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の光パルスに分岐され、
隣接する単位ファイバブラッググレーティングで反射された光パルス間の位相差が一定であり、該位相差により符号が定まる
ことを特徴とする請求項１に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項３】
前記実装プレートの温度が変化すると、前記位相差が変化する
ことを特徴とする請求項２に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項４】
前記符号が、符号数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、
前記位相差ΔφがΔφ＝（２ａ−１）＊π／Ｎで与えられる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項５】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティングを等間隔に備えるスーパーストラクチャファイバブラッググレーティングと、該スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングが固定される実装プレートと、該実装プレートを加熱又は冷却するサーモモジュールとを備える光符号分割多重モジュールを用いて、光信号を符号化する方法であって、
前記スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングに光信号を入力する過程と、
前記光信号を、前記各単位ファイバブラッググレーティングでそれぞれ反射させて、隣接する単位ファイバブラッググレーティングで反射された光パルス間の位相差が一定であるＭ個の光パルスに分岐して符号化信号を生成する過程と
を備え、
前記位相差により符号を定める
ことを特徴とする光符号分割多重における符号化方法。
【請求項６】
前記実装プレートの温度を変化させることにより、前記位相差を変化させる
ことを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重における符号化方法。
【請求項７】
前記符号が、符号数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、
前記位相差ΔφをΔφ＝（２ａ−１）＊π／Ｎで与える
ことを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重における符号化方法。
【請求項８】
各単位ファイバブラッググレーティングの間に設けられた位相変調部と、位相変調部に隣接する前記単位ファイバブラッググレーティングとにより単位チップが構成され、及び
単位チップの長さＬと、前記光ファイバのコアの屈折率ｎと、反射波長λ０により位相差Δφが符号数Ｎのａ番目の符号に設定されているとき、
実装プレートに温度変化ΔＴを与えて、前記単位チップをチップ長さ変化量δＬだけ変化させるとともに、前記屈折率を屈折率変化量δｎだけ変化させることにより、前記位相差をδ（Δφ）＝２×（Ｌ×δｎ＋δＬ×ｎ＋δＬ×δｎ）／λ０だけ変化させて、前記ａ番目の符号からｂ番目（ｂは１以上Ｎ以下であり、ａとは異なる整数）の符号に変換する
ことを特徴とする請求項７に記載の光符号分割多重における符号化方法。
【請求項１】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティングを等間隔に備えるスーパーストラクチャファイバブラッググレーティングと、
該スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングが固定される実装プレートと、
該実装プレートを加熱又は冷却するサーモモジュールと、
前記実装プレートの温度を測定する温度センサと、
該温度センサで測定される前記温度に基づいて前記サーモモジュールを制御して、前記実装プレートの温度を調整して、位相変調による符号化又は復号化の際の符号を設定する温度コントローラと
を備えることを特徴とする光符号分割多重モジュール。
【請求項２】
前記スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングが符号長Ｍに対応する個数の単位ファイバブラッググレーティングを備え、
前記スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングに入力された光は、前記各単位ファイバブラッググレーティングでそれぞれ反射された、Ｍ個（Ｍは１以上の整数）の光パルスに分岐され、
隣接する単位ファイバブラッググレーティングで反射された光パルス間の位相差が一定であり、該位相差により符号が定まる
ことを特徴とする請求項１に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項３】
前記実装プレートの温度が変化すると、前記位相差が変化する
ことを特徴とする請求項２に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項４】
前記符号が、符号数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、
前記位相差ΔφがΔφ＝（２ａ−１）＊π／Ｎで与えられる
ことを特徴とする請求項２又は３に記載の光符号分割多重モジュール。
【請求項５】
同一の光ファイバ中に、複数個の同一構成の単位ファイバブラッググレーティングを等間隔に備えるスーパーストラクチャファイバブラッググレーティングと、該スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングが固定される実装プレートと、該実装プレートを加熱又は冷却するサーモモジュールとを備える光符号分割多重モジュールを用いて、光信号を符号化する方法であって、
前記スーパーストラクチャファイバブラッググレーティングに光信号を入力する過程と、
前記光信号を、前記各単位ファイバブラッググレーティングでそれぞれ反射させて、隣接する単位ファイバブラッググレーティングで反射された光パルス間の位相差が一定であるＭ個の光パルスに分岐して符号化信号を生成する過程と
を備え、
前記位相差により符号を定める
ことを特徴とする光符号分割多重における符号化方法。
【請求項６】
前記実装プレートの温度を変化させることにより、前記位相差を変化させる
ことを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重における符号化方法。
【請求項７】
前記符号が、符号数Ｎ（Ｎは１以上の整数）のａ番目（ａは１以上Ｎ以下の整数）の符号であるとき、
前記位相差ΔφをΔφ＝（２ａ−１）＊π／Ｎで与える
ことを特徴とする請求項５に記載の光符号分割多重における符号化方法。
【請求項８】
各単位ファイバブラッググレーティングの間に設けられた位相変調部と、位相変調部に隣接する前記単位ファイバブラッググレーティングとにより単位チップが構成され、及び
単位チップの長さＬと、前記光ファイバのコアの屈折率ｎと、反射波長λ０により位相差Δφが符号数Ｎのａ番目の符号に設定されているとき、
実装プレートに温度変化ΔＴを与えて、前記単位チップをチップ長さ変化量δＬだけ変化させるとともに、前記屈折率を屈折率変化量δｎだけ変化させることにより、前記位相差をδ（Δφ）＝２×（Ｌ×δｎ＋δＬ×ｎ＋δＬ×δｎ）／λ０だけ変化させて、前記ａ番目の符号からｂ番目（ｂは１以上Ｎ以下であり、ａとは異なる整数）の符号に変換する
ことを特徴とする請求項７に記載の光符号分割多重における符号化方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１６４９５７（Ｐ２００９−１６４９５７Ａ）
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−１２９９（Ｐ２００８−１２９９）
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年７月２３日（２００９．７．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１月８日（２００８．１．８）
【出願人】（００００００２９５）沖電気工業株式会社 (6,645)
【Ｆターム（参考）】
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