受信器及び光通信システム
【課題】本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器及び光通信システムを提供することを目的とする。
【解決手段】本発明に係る受信器及び光通信システムは、データの少なくとも１シンボル期間の中で信号光の光周波数が変化する信号光と同期した光周波数の光を受信対象とすると同時に、信号光と所定の光周波数差の光を同時に受信対象とし、前者の出力から後者の出力を減ずることで前者の出力に残存する妨害光成分を後者の出力に存する妨害光にて相殺することとした。
【解決手段】本発明に係る受信器及び光通信システムは、データの少なくとも１シンボル期間の中で信号光の光周波数が変化する信号光と同期した光周波数の光を受信対象とすると同時に、信号光と所定の光周波数差の光を同時に受信対象とし、前者の出力から後者の出力を減ずることで前者の出力に残存する妨害光成分を後者の出力に存する妨害光にて相殺することとした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信器から受信器に信号光を送信する際に光伝送路に混入する妨害光の影響を軽減する受信器、及びこれを備える光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを用いた経済的な光サービスの需要の増大が予想される。ＰＯＮシステムでは、局内のＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）の制御により、単一の光ファイバと伝送設備を複数のユーザ宅内機器のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）で共用する。
【０００３】
ところで、ＰＯＮシステムの普及に従い、ＯＮＵは、電気通信法４９条の規定に準じた端末開放の可能性がある。開放により、ＯＬＴの制御に従わないメディアコンバータやＬＡＮ機器等のＰＯＮシステムへの誤接続の可能性が増大する。これらの誤接続機器の出力光は、光ファイバと伝送設備を共用する他ユーザの通信に対する妨害光として作用し、通信途絶の問題を引起しかねない。
【０００４】
そこで、この問題を解決するため、第１の方法の方法として光符号多重（ＯＣＤＭ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を適用した妨害光の除去方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、第２の方法として、図４１及び図４２のように送信する信号光の光周波数を時間的に変動させ、その信号光の時間変化に同期して受信する信号光を変動させる受信方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。図４１及び図４２は、信号光の光周波数を送信データが「１」のビット期間だけ直線的に増大させたときの同期受信の例である。検出対象光周波数は受信器の検出対象の光周波数を示す。図４１は妨害光の光周波数が一定の場合についてであり、妨害成分の検出時間はビット期間中の僅かの時間（図中の「検出されるクロストーク」）である。図４２は妨害光の光周波数が周期的に変化する場合についてのものであり、信号光の周波数変化と妨害光の光周波数変化が一致しない限り、やはり同様に、同期手段における妨害成分の検出時間はビット期間中の僅かの時間である。共に、妨害光の影響の大部分除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０７４５５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１５３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の第１の方法では、妨害光の光周波数に応じて除去対象とする光周波数を変更しなければならず、妨害光の光周波数分布によっては除去が困難となる場合があるという課題があった。第２の方法では、妨害光の抑圧度が信号光の光周波数の変動幅（チャープ幅）に反比例し、十分な抑圧度のためには広いチャープ幅が必要という課題があった。
【０００７】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器及び光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、データの少なくとも１シンボル期間の中で信号光の光周波数又は強度が変化する信号光と同期した光周波数又は強度の光を受信対象とすると同時に、信号光と所定の光周波数又は所定の時間異なる光を同時に受信対象とし、前者の出力から後者の出力を減ずることで前者の出力に残存する妨害光成分を後者の出力に存する妨害光にて相殺することとした。
【０００９】
具体的には、本発明に係る受信器は、光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を、前記信号光の光周波数又は強度の変化の少なくとも一方で同期受信する加算同期手段と、前記信号光を、前記信号光の光周波数と所定の光周波数差をもつ差分光周波数又は前記信号光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差をもつ差分時間の少なくとも一方で同期受信する減算同期手段と、前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて、前記信号光に含まれるデータを取得する加減算手段と、を備える。
【００１０】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、前記光検波手段が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有する。
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う。
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う。
本発明に係る受信器は、前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有する。
前記加減算手段は、前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた出力から前記信号光の光周波数に同期した中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う選択コヒーレント検波手段を有している。
本発明に係る受信器は、前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有する。前記加減算手段は、
前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有する。
本発明に係る受信器は、前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波手段と、前記光分波手段で分波した光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、前記光周波数に応じた電気信号を選択する選択手段と、を有している。
前記光検波手段は、前記分波手段で分波した光をそれぞれ光検波して電気信号を出力する光検波手段であり、前記選択手段は前記光検波手段が出力する出力電気信号の中から１の前記電気信号を受信対象として選択する選択手段である、又は前記選択手段は前記光分波手段が出力する光の中から１の前記光を受信対象として選択する手段である。
前記加算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号又は光は前記信号光の光周波数に同期しており、前記減算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号は前記差分光周波数に同期していることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段は前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間に同期した出力を加減算手段に出力し、前記減算同期手段は前記差分時間に同期した出力を加減算手段に出力していることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る受信器は、光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を受信する場合に、データの少なくとも１シンボル期間の中で信号光と信号光と所定の光周波数差又は光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差の光とを受信対象とし、前者の出力から後者の出力を減ずることで前者の出力に残存する妨害光成分を相殺している。従って、本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る光通信システムは、前記受信器と、光周波数又は強度の少なくとも一方がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を送信する送信器と、を備える。本発明は、前述の受信器を備える光通信システムである。従って、本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な光通信システムを提供することができる。
【００１７】
本発明に係る光通信システムの前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、前記受信器は、前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で光周波数に応じて異なる遅延時間を付与された前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する逆分散手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る光通信システムの前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、前記受信器は、前記局発光の光周波数に応じて異なる遅延時間を前記局発光に付与することで前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する局発分散手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る光通信システムは、分散手段および逆分散手段または分散手段および局発分散手段により、伝送中の信号光の時間−光周波数変化の特性を変化させ、光周波数に対する伝播時間を変化させるために、妨害光と信号光の光周波数が干渉する確率を低減することができる。また、分散手段と伝送路で付与される分散の総合分散特性と、逆分散手段で付与される分散特性の合計の分散が概ね零になるように分散手段と逆分散手段の分散特性または分散手段と局発分散手段の分散特性を設定すれば、遅延時間の和が信号光の光周波数によらず一定となるので、伝送路の分散の影響を排除することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器及び光通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２】本発明に係る光通信システムを説明する図である。
【図３】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図４】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図５】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図６】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図７】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図８】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図９】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図１０】本発明に係る光通信システムの送信器を説明する図である。
【図１１】本発明に係る光通信システムの送信器を説明する図である。
【図１２】本発明に係る受信器の動作を説明する図である。
【図１３】本発明に係る受信器の動作を説明する図である。
【図１４】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１５】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１６】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１７】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１８】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１９】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２０】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２１】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２２】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２３】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２４】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２５】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２６】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２７】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２８】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２９】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３０】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３１】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３２】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３３】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３４】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３５】本発明に係る受信器に入力する信号を説明する図である。
【図３６】本発明に係る受信器に入力する信号を説明する図である。
【図３７】本発明に係る受信器に入力する信号を説明する図である。
【図３８】本発明に係る光通信システムを説明する図である。
【図３９】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図４０】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図４１】関連する光通信システムの動作を説明する図である。
【図４２】関連する光通信システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施形態であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の受信器２００を説明する図である。受信器２００は、光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を、前記信号光の光周波数又は強度の変化の少なくとも一方で同期受信する加算同期手段２０３と、前記信号光を、前記信号光の光周波数と所定の光周波数差をもつ差分光周波数又は前記信号光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差をもつ差分時間の少なくとも一方で同期受信する減算同期手段２０４と、加算同期手段２０３の出力から減算同期手段２０４の出力を減じて、前記信号光に含まれるデータを取得する加減算手段２０５と、を備える。
【００２４】
本実施形態の受信器２００の動作を、図２を用いてより具体的に説明する。図２は本実施形態の光通信システム１０の構成を示すブロック図である。１００は送信器（例えば、ＯＮＵ）、２００は受信器（例えば、ＯＬＴ）、３００は光スプリッタ、４００は光ファイバである。この構成に、光通信システム１０の構成には含まれないが、妨害光を出力する不適合器５００が接続する場合を想定する。
【００２５】
加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４は、
前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波器２１１と、光分波器２１１で分波した光を光検波して電気信号を出力する光検波器２１２と、光検波器２１２が出力する出力電気信号の中から前記光周波数に応じた電気信号を選択する加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇと、を有し、
光検波器２１２は、前記分波手段で分波した光をそれぞれ光検波して電気信号を出力する複数の光検波器２１２であり、加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇは複数の光検波器２１２が出力する出力電気信号の中から１の前記電気信号を受信対象として選択する加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇであり、
加算同期手段２０３の有する加算選択器２１３Ｋの受信対象とする電気信号は前記信号光の光周波数に同期しており、減算同期手段２０４の有する減算選択器２１３Ｇの受信対象とする電気信号は前記差分光周波数に同期している。
【００２６】
図２の光分波器２１１、光検波器２１２、加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇと加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇをそれぞれ信号光の光周波数と差分光周波数に同期した電気信号を受信対象とするように駆動する信号源２１４が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。また、図２の加減算器２１３Ｓが図１の加減算手段２０５に相当する。
【００２７】
送信器１００は、光源（レーザダイオードその他）１１０、送信データＤｉｎにより光源１１０からの光を強度変調する強度変調器１２０、および強度変調された信号光を１シンボル期間で周波数変化させる光周波数変化部１３０を備える。光周波数変化部１３０は、送信データＤｉｎの１シンボル時間（ここではビット期間とする）毎に繰り返して同じ周波数変調用の信号を発生させる信号源１３１と、その信号源１３１からの信号によって信号光の周波数を昇順、降順、正弦波状、ランプ波形、ランダム等の所定の値で、１ビット期間で継続的に変化させる周波数変調器（例えば、ＬＮ等の位相変調器、ＡＯ等の周波数変調器等）１３２からなる。よって、送信データＤｉｎの１シンボル期間の信号光は、その光周波数が継続的に変化する。
【００２８】
なお、光源１１０からの光が入力する順序は、強度変調器１２０−＞光周波数変化部１３０の順としているが、両者の変調と変化が同期していれば、光周波数変化部１３０−＞強度変調器１２０の順であってもよい。さらに、光源１１０と光周波数変化部１３０を兼ねることも可能であるし、光源１１０と強度変調器１２０を兼ねることも可能であるし、光源１１０と光周波数変化部１３０と強度変調器１２０を兼ねることも可能である。例えば、直接変調レーザダイオード（ＤＭＬ：Ｄｉｒｅｃｔｌｙ Ｍｏｄｅｒａｔｅｄ Ｌａｓｅｒ）を用いることで可能となる。また、強度変調器１２０として所望の光周波数の変調幅を満たすようにアルファーパラメータの大きな強度変調器を用い、かつ十分な振幅で変調すれば、強度変調器１２０と周波数変調器１３２を兼ねることも可能である。兼ねる場合、後述の直接変調レーザダイオードと同様な変調としてもよい。
【００２９】
受信器２００は、同期受信部２１０を備える。同期受信部２１０は、光ファイバ４００から到来する信号光を光周波数に応じて分岐する光分波器（例えば、プリズム、多層膜フィルタ、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）型回折格子等）２１１、分波された各周波数の信号光を検出して電気信号に変換させる１群の光検波器（例えば、フォトダイオードアレイ等）２１２、光検波器２１２の各出力信号から信号光の光周波数に応じた１個の信号を選択する加算選択器２１３Ｋ、信号光の光周波数から所定の光周波数異なる差分光周波数に応じた１個の信号を選択する減算選択器２１３Ｇ、加算選択器２１３Ｋの出力を加え減算選択器２１３Ｇの出力を減じて出力する加減算器２１３Ｓ、及び加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇの選択動作の制御信号（同期用信号）を光周波数変化部１３０の信号源１３１の生成信号に同期して生成する信号源２１４を備える。
【００３０】
加減算器２１３Ｓは１ビット時間の信号を積算する。例えば、加減算器２１３Ｓは伝送帯域の０．５〜０．９倍程度の帯域の低域濾波器（非図示）を備えることで１ビット時間の信号を積算することができる。
【００３１】
加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇの受信する光周波数の差は、減算側で信号光の受信が無視できる（例えば、消光比以下で零レベル以下の強度）の周波数差が望ましい。光周波数の差が小さいと減算側に混入して信号強度が減少し、光周波数の差が大きいと加算と減算での出力が異なり、時間的にずれて相殺し難くなるので、両者のトレードオフで光周波数差を選択する。例えば、減算選択器２１３Ｇで選択する光周波数に信号光の混入する量が、信号の零レベル以下の強度などであり無視できる最小の光周波数差であることが望ましい。但し、信号光が減算側に混入しても、本発明の妨害光の除去能力の低下は無視できる。
【００３２】
よって、受信した信号光はその光周波数に応じて取り出され、元の送信データＤｉｎに対応した受信データＤｏｕｔに再生される。なお、信号源１３１と信号源２１４との同期は、例えば、信号光の伝送の開始時のプリアンブルを検出してビット同期することで行われるが、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３３】
なお、以上の説明で本実施形態では、伝送路分散等によって光周波数毎に異なる伝搬遅延を被らない例で提示した。伝送路分散等がある場合は、以下の方法で補償を行う。
（１）同期受信部２１０が伝送路分散等による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数に応じて信号を生成する信号源２１４を用いる。
（２）光分波器２１１入力以前に伝送路分散を補償する分散補償器（不図示）を送信器１００、受信器２００あるいは光ファイバ４００中に具備する。
（３）光分波器２１１、光検波器２１２、加算選択器２１３Ｋ、及び減算選択器２１３Ｇの全部又は一部における光周波数毎の伝搬時間を調整する。
以下の実施形態においても同様である。
【００３４】
本実施形態による妨害光の影響の軽減について、図３から図９を用いて説明する。図３から図７の横軸は時間、縦軸は光周波数を示す。各図において、Ａは光周波数変化部１３０により光周波数が変化（ここでは単純化のため直線で近似）する信号光である。Ｂは受信器２００におけるその信号光を受信する加算同期手段２０３及び信号光と所定の周波数差でその周波数変化が同期した光を受信する減算同期手段２０４の通過帯域幅（信号を通過させるためには少なくともその信号のナイキスト周波数の通過帯域幅が必要）である。Ｃは妨害光を示す。また、Ｆｓは信号光の光周波数変動幅（チャープ幅）、Ｆｊは妨害光の光周波数幅、Ｔｊは妨害光の検出時間、Ｔはビット期間を示す。なお、図３〜図７において、加算同期手段２０３での妨害光の検出時間Ｔｊを残留干渉信号比Ｒ１、減算同期手段２０４での妨害光の検出時間Ｔｊを残留干渉信号比Ｒ２として説明している。
【００３５】
まず、図３に示すように、妨害光Ｃの光周波数幅Ｆｊが少なく、且つＦｓがＦｊを包含する場合（Ｆｊ＜Ｂ＜Ｆｓ）の各同期手段における妨害光Ｃの検出時間Ｔｊは、
Ｔｊ≒（Ｂ／Ｆｓ）×Ｔ
となり、妨害光Ｃの検出時間Ｔｊはビット期間Ｔに比べて極めて短くなる。このため、妨害光Ｃの影響は少なくなり、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４におけるその抑圧比は、
（通過帯域幅Ｂ）／（信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓ）
となる。
【００３６】
従来の発明では、この抑圧された妨害光Ｃの影響は信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓに対する通過帯域幅Ｂの比に抑圧される。そのため信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓが通過帯域幅Ｂに対して十分大きな必要があった。しかし本願では、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４で受信する妨害光Ｃの影響が同等である場合、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４の出力を加減算手段２０５で減ずる（残留干渉信号比Ｒ１−残留干渉信号比Ｒ２）ため無視できる。
【００３７】
図８及び図９に例を示す。ここで、信号光の送信データ系列Ｄｉｎが０１０１１０であり、その入力データの値が「１」の場合にそのビット時間Ｔの間に、光周波数が直線的にチャープ幅Ｆｓだけ増大し、ビット時間の最初で光周波数が元に戻るとし、妨害光は全時間、同一光周波数で連続発光（データ系列が１１１１１１）とした。図８が信号光の受信を、図９が妨害光の受信を示している。各図の左から順に、各時間における入力光の光周波数（太実線）、各時間における入力光と受信対象とする光周波数（太点線）、各時間における受信電気信号の強度を表し、それぞれ上から順に加算同期手段、減算同期手段、加減算手段の例を示す。
【００３８】
入力光が信号光である場合は、加算同期手段の出力は入力データ系列と同値の０１０１１０であり、減算同期手段の出力は、減算同期手段は各時点で信号光の光周波数を受信対象としないため、入力データ系列の値によらず常時零である。従って、両同期手段の出力の差をとる加減算手段の出力は入力データ系列と同値となる。
【００３９】
入力光が妨害光である場合は、加算同期手段および減算同期手段の出力は、それぞれが受信対象とする光周波数と妨害光の光周波数が重なった時間のみに出力があり、そのビット時間における平均値は、概ね妨害光の強度に（通過帯域幅Ｂ）／（信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓ）を乗じた同値である。従って、両同期手段の出力の差をとる加減算手段の出力は零となり、妨害光の影響が除去されていることが分かる。ここで、妨害光Ｃの光周波数が一定としたが、周期的に変化する場合も、信号光Ａの周波数変化と妨害光Ｃの光周波数変化が一致しない限り、同様である。
【００４０】
特許文献２に示す従来例と本願の耐妨害性を比較する。例えば、信号光Ａの通過帯域幅又は信号光を光検波した後の信号の通過帯域幅Ｂが１００ＭＨｚ、信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓが１００ＧＨｚとすると、妨害光Ｃの検出時間Ｔｊはビット期間Ｔに比べて１／１０００となる。従って、妨害光の強度が信号光の強度の１０００倍、即ち３０ ｄＢ大きい場合、妨害光の残留成分と信号光の出力が同値となり除去できない。しかし、本発明では、その１／１００００の妨害光の影響も加算同期手段２０３と減算同期手段２０４の出力から相殺されるために、妨害光Ｃの影響は概ね無視できる。
【００４１】
また、図６に示すように、妨害光Ｃがある程度の光周波数幅Ｆｊを有しＦｓがＦｊを包含する場合（Ｂ＜Ｆｊ＜Ｆｓ）の各同期手段における妨害光Ｃの検出時間Ｔｊは、
Ｔｊ≒｛（Ｂ＋Ｆｊ）／Ｆｓ｝×Ｔ
となる。このときは、各同期手段における検出時間Ｔｊで検出される妨害光Ｃの強度はＢ／Ｆｊに軽減される。図６の場合、図３の場合よりも検出時間Ｔｊが長くなるが、妨害光Ｃの各瞬間の寄与は軽減し、ビット期間全体で図３の場合の｛（Ｂ＋Ｆｊ）／Ｆｊ｝倍となる。このため、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４における抑圧比は、
｛（通過帯域幅Ｂ）＋（妨害光Ｃの光周波数幅Ｆｊ）｝／（信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓ）
となる。本願ではこの残留した影響も加算同期手段２０３と減算同期手段２０４の出力から相殺される（残留干渉信号比Ｒ１−残留干渉信号比Ｒ２）ために、妨害光Ｃの影響は概ね無視できる。
【００４２】
さらに、図７に示すように、妨害光Ｃの光周波数幅Ｆｊが信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓより大きくＦｊがＦｓを包含する場合（Ｂ＜Ｆｓ＜Ｆｊ）の加算同期手段２０３と減算同期手段２０４における妨害光Ｃの検出時間Ｔｊはビット期間Ｔとなるが、加算同期手段２０３と減算同期手段２０４における検出強度はＢ／Ｆｊに軽減される。よって、妨害光Ｃの寄与は僅かとなる。更に、その影響も加算同期手段２０３と減算同期手段２０４の出力から相殺される（残留干渉信号比Ｒ１−残留干渉信号比Ｒ２）ために、妨害光Ｃの影響は概ね無視できる。
以上示したように、妨害光の周波数幅と信号光の周波数変動の幅の関係の如何によらず妨害光の影響は概ね無視できることが分かる。
【００４３】
図３と図６と図７では、図３に示すように加算同期手段と減算同期手段が受信対象とする光周波数は一定値の差分周波数だけずれた光周波数としているが、信号光が変化するチャープ幅に含まれる最小の光周波数と最大の光周波数を繋いだ場合に差分周波数だけずれた光周波の光を受信するとしてもよい。即ち、図４及び図５に示すように光周波数が減少方向に変化する場合に、チャープ幅に含まれる最小の光周波数の後にチャープ幅に含まれる最大の光周波数に変化し、そのまま減少を続ける。また逆に、光周波数が増加方向に変化する場合に、チャープ幅に含まれる最大の光周波数の後にチャープ幅に含まれる最小の光周波数に変化し、そのまま増加を続ける。このような設定は特に妨害光の光周波数が、信号光の変化するチャープ幅の最大又は最小の光周波数近傍で受信対象とする光周波数と重なる場合、特に最大又は最小の光周波数から透過周波数帯域Ｂの１／２以下のずれの場合に有効である。
【００４４】
図３を例にとる。図３では加算同期手段と減算同期手段で受信する透過周波数帯域Ｂはそれぞれ隣接している。しかし、透過周波数帯域Ｂ同士が隣接していても、互いに受信する光周波数は異なる。チャープ幅の最小の光周波数をｆｍ、最大の光周波数をｆＭとすると、加算同期手段と減算同期手段の受信する光周波数はそれぞれｆｍ−Ｂ／２〜ｆＭ＋Ｂ／２、ｆｍ＋Ｂ／２〜ｆＭ＋３Ｂ／２となる。従って、妨害光の光周波数がｆｍ−Ｂ／２〜ｆｍ＋Ｂ／２、または、ｆＭ＋Ｂ／２〜ｆＭ＋３Ｂ／２の場合に加算同期手段または減算同期手段のいずれか一方でのみ受信されるため、従来の第２の方法と同様の妨害光の残留成分が発生する。しかし、図５、図６、図８及び図９に示すようにチャープ幅に含まれる光周波数の最大と最小を繋いで輪環した状態での差分光周波数だけ異なる光周波数を受信することとすれば残留成分を相殺することができる効果がある。
【００４５】
更に、差分周波数が一定であるとしたが、一定でなくともよい。このときも、加算同期手段の受信する光周波数は信号光の光周波数の時間変動と同期している。減算同期手段の同期する光周波数は、その時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であればよい。例えば、信号光がビット時間Ｔを１０分割した微少時間τｉ（ｉ＝１〜１０）の各微小時間で順に、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０と昇順又は降順に光周波数変化する場合、加算同期手段は、順にｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０を受信対象とする。減算同期手段は、図３のように順にｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０、ｆ１１を受信対象としてもよいし、図５のように順にｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０、ｆ１を受信対象としてもよいし、ｆ２、ｆ４、ｆ６、ｆ８、ｆ１０、ｆ１、ｆ３、ｆ５、ｆ７、ｆ９のようにしてもよい。
【００４６】
また、減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下を許容する場合は、減算同期手段の同期する光周波数は、少なくともビット時間を構成する一部の時間においてその時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であればよい。例えば減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下の１／１０の低下を許容する場合は、ビット時間で信号光が継続する時間の１／１０の時間が同一でもよい。この場合、例えばｆ１０、ｆ９、ｆ８、ｆ７、ｆ５、ｆ６、ｆ４、ｆ３、ｆ２、ｆ１としてもよい。ここで信号光はビット時間全体で一定の強度で出力するとした。
【００４７】
また望ましくは、減算同期手段の同期する光周波数は、その時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間に含まれる他の微小時間に信号光が送信する光周波数であり、かつ同一ビット時間に信号光の当該光周波数である時間だけその光周波数を受信対象として揃える。これは、減算同期手段も対応する光周波数での受信の時間が揃っていない場合、妨害光の残留成分が相殺しないからである。特に、信号光が長く滞留し減算同期手段よりも加算同期手段で長い時間受信対象とする光周波数又は減算同期手段が加算同期手段よりも長い時間受信対象とする光周波数に妨害光の周波数が一致した場合、相殺しない残留成分が増大する。例えば、望ましくない設定では、信号光がビット時間Ｔを分割した各微小時間で順に、ｆ１、ｆ２、ｆ２、ｆ３、ｆ３、ｆ３、ｆ４、ｆ４、ｆ４、ｆ４と光周波数変化し、加算同期手段は、順にｆ４、ｆ１、ｆ１、ｆ２、ｆ２、ｆ２、ｆ３、ｆ３、ｆ３、ｆ３を受信対象とする。
【００４８】
この設定では、妨害光の光周波数がｆ４であった場合、妨害光の残留成分は加算同期手段で４／１０で、減算同期手段で１／１０で、４／１０−１／１０＝３／１０であり相殺しないことは明らかである。ｆ４以外の他の光周波数の場合の各光周波数を受信対象とする時間に差異があるため相殺できないことは同様である。そこで、同一ビット時間内でチャープ幅に含まれる各光周波数毎の受信対象とする時間を加算同期手段と減算同期手段で揃えることが望ましい。例えば減算同期手段は順にｆ４、ｆ４、ｆ４、ｆ４、ｆ１、ｆ２、ｆ２、ｆ３、ｆ３、ｆ３を受信対象とする。このとき加算同期手段と減算同期手段は同一の光周波数の範囲を受信し、各光周波数の受信する時間は同一であり、同時に同一の光周波数を受信しないようになっている。この場合、妨害光の光周波数がｆ１のときは１／１０−１／１０＝０、ｆ２のとき２／１０−２／１０＝０、ｆ３のとき３／１０−３／１０＝０、ｆ４のとき４／１０−４／１０＝０であり、いずれの光周波数のときも残留成分が相殺することが分かる。
【００４９】
また、減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下を許容する場合は、減算同期手段の同期する光周波数は、少なくともビット時間を構成する一部の時間においてその時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であり、かつ同一ビット時間に信号光の当該光周波数である時間だけその光周波数を受信対象として揃えることが望ましい。減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下を許容する比率が、ビット時間で信号光強度が同一でビット時間で信号光が継続する時間に対する受信対象とする信号が重なってもよい比率の上限としてもよい。
【００５０】
なお、以上の説明では、信号光Ａの光周波数の変化の周期が送信データＤｉｎの「１」のビット期間と同期していることを前提としたが、信号光Ａの光周波数はビット時間の間変化し続けていればよく、かならずしもその周期が送信データＤｉｎのビット期間と同期する関係にある必要はない。すなわち、信号光Ａの光周波数は、送信データＤｉｎのビット周期と無関係に変化し続けさせてもよい。例えば、信号光Ａの光周波数の変化の周期が送信データＤｉｎのビット周期に対して短ければ、妨害光Ｃの光周波数が変化するとき、周波数が干渉する可能性が減少する。妨害光Ｃの光周波数があまり変化しないときは、周波数が干渉する回数が増えるが、干渉成分は１回当りの重なり時間と重なり回数の積であるので、妨害光Ｃの除去の点からは悪影響は少ない。信号光Ａの光周波数の変化の周期が送信データＤｉｎのビット周期に対して長ければ、各ビットにおける光周波数の変化量が減少する。また、信号光Ａの光周波数の変化は、直線的あるいは正弦波的な変化よりも、ランダムに変化する方が、偶然に直接変調してくる妨害光と一致する可能性が軽減できる。ただし、以上のいずれにおいても、信号光Ａの光周波数の変化に対して、受信器２００で発生させる検出対象（同期用）信号（信号源２１４で発生させる信号）は同期させる必要がある。
【００５１】
なお、送信器１００は図１０及び図１１に示す構成であってもよい。図１０は送信器１００の別の構成を示すブロック図である。本構成において、光周波数変化部１４０は、周波数変調用の信号を発生させる信号源１４１と、その信号源１４１からの周波数変調用の信号と送信データＤｉｎを混合する混合器１４２と、混合器１４２からの変調信号によって直接発振光を変調する直接変調レーザダイオード（ＤＭＬ）１４３とからなる。混合器１４２は、送信データＤｉｎのビット期間中の「１」のデータを信号源１４１からの信号によって変調させる。この変調は、図３〜図９で説明したように、２ビット以上連続する「１」のデータを１ビットずつランプ波等に変調させても、あるいは前記したように、送信データＤｉｎのビット周期と無関係に継続的に変調させてもよい。直接変調レーザダイオード１４３は、印加電流を送信データＤｉｎに応じて変調することで、送信データに応じた強度変調を行うが、印加電流と光出力強度により生じるレーザダイオード内のキャリア変動に応じた屈折率変化を主たる原因として、出力光の周波数が変動するチャープが発生する。ここでは、印加電流を変化させることでこのチャープを積極的に発生させ、信号光の光周波数を変化させる。
【００５２】
図１１も送信器１００の別の構成を示すブロック図である。本構成において、光周波数変化部１５０は、送信データＤｉｎが入力する波形整形器１５１と直接変調レーザダイオード１５２とからなる。波形整形器１５１は、例えば、ＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）の送信データＤｉｎを入力して１ビット期間の最初と最後が零の値に戻るＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）の信号に変換する変換器と、直接変調レーザダイオード１５２に対する１ビット当りの印加電流が平坦になる部分を無くするために信号を鈍らせるための、伝送帯域の例えば７５％の通過帯域幅をもつローパスフィルタとから構成されている。これによって、１ビット当りの時間幅の矩形波が、ガウシアン等で近似できる強度−時間特性となり、信号光の発光が継続する１ビット期間毎に、継続的に光周波数が変化する。
【００５３】
図１２は受信器２００の同期受信部２１０の動作を具体的に示す説明図である。この同期受信部２１０は、受信した信号光の光周波数に応じて光を分波する分波器２１１と、そのプリズム２１１ａで分波された各光を検出して電気信号に変換する１群の光検出器２１２と、その光検出器２１２の各出力電気信号を選択する加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇとから構成している。加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇは、図２の送信器１００の信号源１３１の出力信号、図１０の信号源１４１の出力信号、又は図１１の波形整形器１５１の出力信号の変化に同期して、図２で示した信号源２１４の出力信号によって、選択動作を行う。なお、分波器２１１は、空間系のプリズムのイメージで記載しているが、ファイバ系や前記した誘電体多層膜あるいはＡＷＧ等の構成であってもよい。加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇは、メカニカルに選択するイメージで記載しているが、通常では電気的に選択する構成となる。例えば、電荷結合素子ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いてもよい。ＣＣＤの場合、多数の電極の隣同士で異なる電圧を与えることによりポテンシャルウェルを作り出し、これを利用して電荷を保持する。この各電極に加える電圧を適切に制御することにより、画素毎の電荷をバケツリレー式に順次取り出す。一つの画素を一つの光周波数と対応付しておき、ビット時間Ｔを構成する微小時間で出力を取り出す画素を選択することで、構成することができる。
【００５４】
ここで、分波器２１１と光検出器２１２は単一であり、どの微小時間毎の出力を取り出す光検出器２１２を加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇのそれぞれで選択するとしたが、分波器２１１と光検出器２１２は加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇに対応して複数あってもよい。この場合、複数の光分波器２１１に入力光を分岐する分岐器とそれぞれの光分波器２１１が図１の光分岐手段２０２に相当する。光検出器２１２のみが加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇに対応して複数ある場合は、加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇのそれぞれに対応する光検出器２１２と加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇの組が、図１の加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。
【００５５】
更に、図１２の構成では、複数の光検出器２１２から受信対象とする光周波数に対応する光検出器２１２の出力を選択するとしたが、図１３の構成の様に、加算同期手段と減算同期手段に少なくとも一つの光検出器２１２を備え、それぞれの検出器にビット時間を構成する微小時間に到達する光を光スイッチ等のゲートで選択するとしてもよい。この場合、ゲートとそれぞれの光検出器と時間に応じてそれぞれの光検出器に到達する光周波数を選択する加算選択器と減算選択器の組がそれぞれ図１の加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。ここで図１２及び図１３で加算選択器と減算選択器の機能が異なっている。図１２では、信号光の光周波数の変化に応じて、出力対象とする光検出器を選択し、その出力を加減算手段に受け渡す。図１３では信号光の光周波数の変化に応じて、導通対象とする光周波数のゲートを開閉し、その光周波数の光を光検出器に導通させる。加算選択器と減算選択器は光検出器の出力を直接加減算手段に受け渡さない。
【００５６】
この構成では、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４は、前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波器２１１と、光分波器２１１で分波した光の中から１の前記光を、光ゲートを用いて受信対象として選択する加算選択器２１３Ｋと加算選択器が選択した光を光検波して電気信号を出力する光検波器２１２Ｋと、光分波器２１１で分波した光の中から１の前記光を、光ゲートを用いて受信対象として選択する減算選択器と減算選択器が選択した光を光検波して電気信号を出力する光検波器２１２Ｇと、を有し、加算同期手段の有する加算選択器２１３Ｋが受信対象とする光は前記信号光の光周波数に同期しており、減算同期手段の有する減算選択器が受信対象とする光は前記差分光周波数に同期している。
【００５７】
光分波器、光検波器と光ゲートと加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇが、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。また、加減算器２１３Ｓが図１の加減算手段２０５に相当する。
【００５８】
図１３でも分波器２１１と光ゲートは加算選択器と減算選択器に対応して複数あってもよい。図２、図１２、図１３に示す本実施形態の構成は後述の実施形態と比べて、図５のような光周波数関係での受信や、時間に対してランダムに信号光の光周波数が変化する場合に特に効果がある。
【００５９】
例えば、光受信器２１２が１０００個あり、番号の降順に低い光周波数を受信し、チャープ幅に含まれる光周波数を受信する光受信器２１２が１０１から９００であり、各光受信器２１２は互いに隣接した光周波数の光を透過周波数帯域Ｂだけ受信するとする。図３では、加算選択器は順に９００、８９９、８９８、・・・、１０３、１０２、１０１の光受信器の出力を選択し、減算選択器は順に９０１、９００、８９９、・・・、１０４、１０３、１０２の光受信器の出力を選択する。図５では、加算選択器は順に９００、８９９、８９８、・・・、１０３、１０２、１０１の光受信器の出力を選択し、減算選択器は順に１０１、９００、８９９、・・・、１０４、１０３、１０２の光受信器の出力を選択するように組み替えればよい。時間に対してランダムに信号光の光周波数が変化する場合も同様に光受信器の出力を選択するように組み替えればよい。これは図２や図１２に示す複数の光受信器の出力を選択する代わりに、図１３に示す開閉するゲートを選択する構成であっても同様である。
【００６０】
（実施形態２）
図１４は受信器２００の実施形態のコヒーレント検波方式の同期受信部２２０の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、同期受信部２２０は、局発光の変調用の信号源２２１、その信号源２２１の出力信号によって発光する局発光の光周波数が変調される局発光源２２２Ｋと２２２Ｇ、局発光源２２２Ｋと２２２Ｇから出力する局発光と光ファイバ４００から受信した信号光とをそれぞれ混合して出力する混合器２２３Ｋと２２３Ｇ、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの出力光を光電変換する際にその２乗検波特性により局発光と信号光のビート成分が発生する光検波器２２４Ｋと２２４Ｇ、光検波器２２４Ｋから出力する電気信号を加算し光検波器２２４Ｋから出力する電気信号を減算する加減算器２２７、加減算器２２７の出力から中間周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ２２５、およびそのバンドパスフィルタ２２５の出力信号をコヒーレント包絡線検波するコヒーレント検波器２２６からなる。なお、図では、コヒーレント検波器２２６は包絡線検波器として示しているが、二乗検波器等の同等の検波器であってもよい。局発光源も受信器に内蔵としているが受信器の外にあってもよい。
【００６１】
加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段である混合器２２３Ｋと２２３Ｇと、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記減算同期手段の混合する前記局発光は前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記差分光周波数異なり、
前記加減算手段である加減算器２２７と選択コヒーレント検波手段を有し、選択コヒーレント検波手段は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた出力から前記信号光の光周波数に同期した中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５で選択してコヒーレント検波器２２６でコヒーレント包絡線検波し、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００６２】
図１４の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと光検波器２２４Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋ、加減算器２２７とバンドパスフィルタと包絡線検波器２２６が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００６３】
信号源２２１において、送信器１００の信号源（１３１、１４１）又は波形整形器１５１の出力信号の変化に同期した同期用信号を発生させる。例えば、２値データのときは、信号源（１３１、１４１）又は波形成型器１５１のデータが「１」の場合の出力信号と同様な電気信号を、到着した信号光に同期して出力させる。局発光源２２２Ｇが図２の送信器１００と同様な構成であれば、局発光源２２２Ｇから出力される局発光の光周波数と到着した信号光の光周波数との光周波数差が所定の光周波数差となるように、到着した信号光に同期して出力させる。すると、局発光源２２２Ｇにおいて、直接変調レーザダイオード（１４３，１５２）と同様のチャープ特性を持たせたとき、受信した信号光の光周波数と局発光源２２２Ｇの局発光の光周波数の周波数差が一定となる。よって、光検波器（２２４Ｋ、２２４Ｇ）で、中間周波数が一定の信号光と局発光との間の中間周波数が得られる。加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数が図３に対応するようにするには、例えば２つの局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇの中心周波数を受信対象とする光周波数の差だけずらして設定し、信号源２２１等から同位相で局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇを周波数変調すればよい。局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇの変調する位相が揃っていれば信号源２２１は複数の信号源であってもよいし、単一の出力を分岐器等で分岐した出力を局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇに渡す信号源２２１であってもよい。局発光源の中心周波数を設定するには、例えば、局発光源が直接変調レーザダイオードであればその温度又は印加電流の平均値又は印加電流の振幅を設定することで可能である。
【００６４】
加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数が図５に対応するようにするには、例えば２つの局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇの中心周波数を受信対象とする光周波数を同一とし、信号源２２１等により局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇとを位相をずらして周波数変調すればよい。位相をずらすためには、遅延線等（不図示）により信号源２２１と局発光源への経路長を変更すればよい。または単一の局発光を分岐し、分岐した信号光を光検波器２２４Ｋと２２４Ｇとで遅延線等で異なる経路長として、異なる位相で入力させればよい。この場合局発光源から光検波器の経路長を異ならせる代わりに、光分岐器２０２から光検波器２２４Ｋと光検波器２２４Ｇの経路長を異ならせることで同様の効果が得られる。
【００６５】
この光検波器２２４Ｋで生成する中間周波数信号を含む光検波器２２４Ｋからの電気信号及び光検波器２２４Ｋでの中間周波数信号を含む光検波器２２４Ｇからの電気信号をバンドパスフィルタ２２５に通過させると、光検波器２２４Ｋでの信号光に対応する中間周波数信号はそこを通過する。信号光およびそれに伴う局発光のチャープ幅が十分大きい場合、光検波器２２４Ｋでの妨害光と局発光の光周波数差はバンドパスフィルタ２２５を通過する所定の値にほとんどないため、妨害光に対応する中間周波数信号のほとんどが、通過せず除去される。更に、チャープ幅が十分大きくない場合であっても、残留した光検波器２２４Ｋでの妨害光と局発光の中間周波数信号でバンドパスフィルタ２２５を通過する信号と同等の光検波器２２４Ｇでの妨害光と局発光の中間周波数信号でバンドパスフィルタ２２５を通過するのでこの両者は相殺される。
【００６６】
例えば、信号光の光周波数が（ｆ１）→（ｆ２）→（ｆ３）→（ｆ４）→（ｆ５）と変化する場合に、加算同期手段の局発光源２２２Ｋからの局発光の光周波数が（ｆ１＋Δ１）→（ｆ２＋Δ１）→（ｆ３＋Δ１）→（ｆ４＋Δ１）→（ｆ５＋Δ１）、減算同期手段の局発光源２２２Ｇからの局発光の光周波数が（ｆ１＋Δ２）→（ｆ２＋Δ２）→（ｆ３＋Δ２）→（ｆ４＋Δ２）→（ｆ５＋Δ２）とする。ここでｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５は信号光の変化する光周波数で、矢印はその推移、Δ１は信号光と加算同期手段の局発光源２２２Ｋからの局発光との光周波数の差、Δ２は信号光と減算同期手段の局発光源２２２Ｇからの局発光との光周波数の差で、Δ１とΔ２は伝送する信号光の変調周波数以上離れる。バンドパスフィルタが導通する中心周波数は信号光と加算同期手段の局発光の光周波数差であるΔ１でありその導通周波数幅は信号光の変調周波数以上とする。信号光と加算同期手段の局発光とのビート信号はその中間周波数がΔ１であるためバンドパスフィルタを導通し、コヒーレント検波され受信される。信号光と減算同期手段の局発光とのビート信号は、その中間周波数がΔ２でありバンドパスフィルタで除去される。減算同期手段の局発光と中間周波数がΔ１となる信号光はないので、中間周波数Δ１での出力は零となる。（Δ２−Δ１）をＢとすれば、それぞれが受信対象とする図３〜図５に示すような光周波数の光を受信対象とすることができ、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、以上の説明で本実施形態では、伝送路分散等によって光周波数毎に異なる伝搬遅延を被らない例で提示した。伝送路分散等がある場合は、同期受信部２２０が伝送路分散等による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて信号を生成する信号源２２１を用いるか、混合器２２３入力以前に伝送路分散を補償する分散補償器を送信器１００あるいは受信器２００あるいは伝送路中に具備する（不図示）等の方法で補償する。
【００６８】
また、分散が、波形が広がる方向の分散であり、広がった波形が隣接するビット期間まで広がる場合、データのビット同士が干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）する恐れがある。その場合、ＩＳＩを発生しない部分のみを抜き出して、データ信号として取り出すことが望ましい。例えば、信号光の光周波数がビット期間でｆ１からｆ２まで単調増加する場合で、分散により波形が広がり、本来のビット期間内に収まる部分の光周波数が、ｆ１’からｆ２’（ｆ１＜ｆ１’＜ｆ２’＜ｆ２）となるのであれば、局発光を、到着する信号光に同期したビット期間でｆ１’からｆ２’に単調増加する局発光とすれば、隣接ビット期間に漏れ込む成分は検波対象とならないため、ＩＳＩの発生しない部分のみを抜き出すことができる。
【００６９】
なお、加算同期手段の局発光はコヒーレント検波した中間周波数の電気信号がバンドパスフィルタを通過する周波数範囲で同期し、減算同期手段の局発光はコヒーレント検波した中間周波数の電気信号がバンドパスフィルタを通過しない周波数範囲で同期していればよい。減算同期手段の局発光の光周波数は加算同期手段の局発光と一定値の差分周波数だけずれた光周波数として例示しているが、実施形態１と同様であってもよい。例えば、図４や図５に示すように信号光が変化するチャープ幅に含まれる最小の光周波数と最大の光周波数を繋いだ場合に差分周波数だけずれた光周波数の光との中間周波数成分がΔ１となるようにしてもよい。このような設定は特に妨害光の光周波数が、信号光の変化するチャープ幅の最大又は最小の光周波数近傍で受信対象とする光周波数と重なる場合に効果的であるのは同様である。加算同期手段の局発光と減算同期手段の局発光の差分周波数が一定でなくともよい。このときも、加算同期手段の局発光は、受信する光周波数が信号光の光周波数の時間変動と同期するように変化する。減算同期手段の局発光は、減算同期手段による信号光受信による出力の減少を許容する範囲以上に受信する光周波数がそのビット時間に含まれる微小時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であり、かつ加算同期手段と減算同期手段の局発光同士の中間周波数が受信対象とする中間周波数にならなければよい。加算同期手段と減算同期手段の局発光同士の中間周波数が受信対象とする中間周波数である場合、それが雑音となる。
【００７０】
また望ましくは、減算同期手段の局発光は、減算同期手段による信号光受信による出力の減少を許容する範囲以上に受信対象とする光周波数がその時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間に含まれる他の微小時間に信号光が送信する光周波数であり、加算同期手段と減算同期手段の局発光同士の中間周波数が受信対象とする中間周波数にならず、かつ同一ビット時間に信号光の当該光周波数である時間だけその光周波数を受信対象とする。これらは以降の局発光を用いる実施形態でも同様である。
【００７１】
また、図１４ではバンドパスフィルタを加減算器２２７と包絡検波器２２６の間に配置しているが、図１６に示すように光検波器２２２Ｋと加減算器２２７及び光検波器２２４Ｇと加減算器２２７の間にそれぞれ設置してもよいし、図１７のように加減算器の前に包絡線検波器２２６をそれぞれ設置してもよい。
【００７２】
図１６及び図１７の場合、加算同期手段からの導通する中間周波数と減算同期手段からの導通する中間周波数信号を独立して設定することができるので、包絡線検波器の検波に関する周波数特性が同等とみなす中間周波数を設定できれば、後述の図２２及び図２６に示す実施形態のように加算同期手段と減算同期手段で同じ局発光を用いることが可能である。なお、同等とみなすとは、検波効率が中間周波数で異なり、加算同期手段側あるいは減算同期手段側の一方の中間周波数で小さく他方の中間周波数で大きい場合は、大きい方のビート信号を発生する信号光強度又は局発強度又はその両方の強度を効率分だけ小さくしてやること等で検波効率及び同符号連続に伴う誤り率増加が加算同期手段と減算同期手段で同等に調整することができればよいことを意味する。
【００７３】
なお、このことは、光検波器でも同様である。即ち、検波効率が光周波数で異なり、加算同期手段側あるいは減算同期手段側の一方の光周波数で小さく他方で大きい場合は、大きい方の光検波器に入力する信号光強度又は局発強度又はその両方の強度を効率分だけ小さくしてやること等で検波効率及び同符号連続に伴う誤り率増加が加算同期手段と減算同期手段で同等に調整することができればよいことを意味する。
【００７４】
図１６に示す受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、前記加減算手段は、前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有する。
【００７５】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００７６】
図１６の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと２２３Ｋと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｇ、加減算器２２７と包絡線検波器２２６が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００７７】
図１７に示す受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段である混合器２２３Ｋと２２３Ｇと、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加減算手段は、前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有し、
前記加算同期手段は、前記光検波手段が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を前記加算同期手段の有するバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択し、
前記減算手段は、前記光検波手段が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を前記減算同期手段の有するバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択する。
【００７８】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００７９】
図１７の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡線検波器２２６Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡線検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００８０】
また、図１４、図１７ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、図１５、図１８に示すように同期検波を採用してもよいし、中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【００８１】
なお、中間周波数は、強い妨害光の場合に、そのベースバンド付近の干渉を除去する観点から、妨害光の変調周波数よりも十分大きい、例えば妨害光の干渉のエンベロープが信号光の強度に比べて十分小さく、バンドパスフィルタでベースバンド付近の干渉を、例えば２０ｄＢ以下となる中間周波数で、かつ光検波器を含む受信器の帯域が現実的な値、例えば１０ＧＨｚ以下となる中間周波数とするのが望ましい。
【００８２】
同期検波の場合は、例えば、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。
【００８３】
図１５の構成では、加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段である混合器２２３Ｋと２２３Ｇと、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記減算同期手段の混合する前記局発光は前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記差分光周波数異なり、
前記加減算手段である加減算器２２７と選択コヒーレント検波手段を有し、選択コヒーレント検波手段は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて出力する電気信号に信号源２２１Ｂからの電気信号を乗算手段である乗算器２２８で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出す。
【００８４】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００８５】
図１５の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと光検波器２２４Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋ、加減算器２２７と発振器と乗算器が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００８６】
ホモダイン検波の場合は、位相ダイバーシティ型としてもよいし、位相同期ループを具備した同期検波としてもよい。ホモダイン検波を適用した場合は、妨害光の残留分の最大値がヘテロダイン検波の場合の最大値の１／２となる効果もある。
【００８７】
図２２の構成は図１４と同様の効果を、同期受信の対象とする光周波数と局発光との光周波数差に対応する異なる中間周波数を抜き出すバンドパスフィルタ（２２５Ｋ、２２５Ｇ）をもちいることで実現している。
【００８８】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択して包絡線検波器２２６Ｋでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００８９】
図２２の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、バンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡検波器２２６Ｋ、バンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００９０】
図２２ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【００９１】
同期検波の場合は、例えば、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００９２】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数以外の周波数である。
【００９３】
図２３の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、信号源と乗算器、信号源と乗算器、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００９４】
図２４の構成は、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択して包絡線検波器２２６Ｋでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６でコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００９５】
図２４の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、バンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡検波器２２６Ｋ、バンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００９６】
図２２ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【００９７】
同期検波の場合は、例えば、図２３に示すように、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前期中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００９８】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数と異なる周波数である。
【００９９】
図２３の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、信号源と乗算器、信号源と乗算器、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１００】
更に、図２２で、包絡線検波器を加算同期手段と減算同期手段で共通として、加減算器２２７に対して後置してもよい。
【０１０１】
この場合、図２４に示すように、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、を有し、
前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記減算同期手段の混合する前記局発光は同一であり、前記加算同期手段と前記減算同期手段は中間周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを備え、
前記加減算手段は前記中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタで選択した前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う。
【０１０２】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１０３】
図２４の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器とバンドパスフィルタ２２５Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器とバンドパスフィルタ２２５Ｇとバンドパスフィルタ２２５Ｇ、加減算器２２７と包絡検波器２２６が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１０４】
図２２ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【０１０５】
同期検波の場合は、例えば、図２３に示すように、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１０６】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数と異なる周波数である。
【０１０７】
図２３の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、信号源と乗算器、信号源と乗算器、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１０８】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択して包絡線検波器２２６Ｋでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１０９】
図１９〜図２１の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、バンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡検波器２２６Ｋ、バンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１１０】
図１９〜図２１ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【０１１１】
同期検波の場合は、例えば、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１１２】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数と異なる周波数である。
【０１１３】
図２２〜図２４の構成では、局発光源２２２と光検波器２２４が単一でよいので構成が簡単な効果がある。更に、図２４の構成では、包絡検波器も単一とできるので更に構成が簡単な効果がある。
【０１１４】
実施形態１の同期受信部２１０では、光分波器２１１の分解能や光検波器２１２を構成するフォトダイオード数の限界や選択器２１３の動作速度の限界から、受信対象とする光周波数の変動幅の細かさに限界があるが、本実施形態のコヒーレント検波を用いた同期受信部２２０は、その限界を軽減する効果がある。
【０１１５】
なお、局発光源２２２で発生する局発光の光周波数が、受信した信号光の光周波数と同期せず一定の光周波数の場合でも、実施形態２の受信器２００は使用可能である。この場合は、光検波器２２４Ｋ及び２２４Ｇから出力する中間周波数信号の中間周波数が変化するので、図２２〜図２４に示すように、送信側の光周波数の変化に同期してレベル等が変化する電気信号を発生する信号源２２１Ａからの当該電気信号によって、バンドパスフィルタ２２５の中心周波数を変化させればよい。これにより中間周波数の信号を検出できる。
【０１１６】
ここで、コヒーレント包絡線検波を例に説明したが、コヒーレント同期検波の場合の中間周波数信号に乗ずる電気信号の周波数と位相を送信側の光周波数の変化に同期して変化させればよい。即ち、図１５、図１８、図１９、図２０、図２１、図２３、図２５、図２６では信号源の出力する電気信号を送信側の光周波数の変化に同期して変化させればよい。
【０１１７】
なお、局発光の光周波数が一定の場合について示したが、信号光と局発光の光周波数差の変化に同期してバンドパスフィルタ２２５の通過する中心周波数や信号源２２１Ｂの出力する電気信号の周波数を変化できれば、局発光の周波数が変動してもかまわない。
【０１１８】
即ち、図１４〜図１８及び図２２〜図２４では局発光の光周波数のみが、図１９〜図２１、図２５及び図２６ではコヒーレント検波をする中間周波数の周波数のみを変更した例で示したが、局発光の光周波数変化とコヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期すればよいので、適宜、その変化量を局発光の光周波数の変化とコヒーレント検波対象の中間周波数の変化は割り振ってよい。
【０１１９】
（実施形態３）
本実施形態の送通信システムと実施形態１の光通信システムとが異なる点は、本実施形態の送通信システムが送信器１００側の光周波数変化部１３０の後段に分散器１６０（不図示）を配置し、受信器２００の同期受信部２１０の前段に逆分散器２３０（不図示）を配置した点である。分散器１６０および逆分散器２３０は、伝送中の信号光の時間−光周波数変化の特性を変化させ、光周波数に対する伝搬時間を変化させる。例えば、高周波数ほど遅延の大きくなる分散を付与するときは、１ビット期間に信号光の光周波数が低周波数側から高周波数側に変化する場合、１ビットの信号は時間方向に伸張されることになる。これに対し、いずれかが逆であれば、逆に１ビットの信号は時間方向に短縮されることになる。例えば、高周波数ほど遅延の小さくなる分散を付与するときは、１ビット期間に信号光の光周波数が低周波数側から高周波数側に変化する場合、１ビットの信号は時間方向に短縮されることになる。
【０１２０】
本実施形態によれば、信号光の１ビット期間が時間方向に伸張あるいは短縮されて光ファイバ４００内を伝送されるので、妨害光と信号光の光周波数が干渉する確率が大幅に低減される。また、分散器１６０と光ファイバ４００で付与される分散の総合分散特性と、逆分散器２３０で付与される「分散特性の合計の分散が概ね零になる」ように分散器１６０と逆分散器２３０の分散特性を設定すれば、遅延時間の和が信号光の光周波数によらず一定となるので、送信器１００の信号源１３１の信号の変化と受信器２００の信号源２１４の信号の変化が一致し、受信器２００では送信データＤｉｎに正確に対応した受信データＤｏｕｔを再生することができる。
【０１２１】
受信器２００を、上述の説明したコヒーレント検波方式の同期受信部２２０で構成した場合であっても、信号光と局発光の周波数関係は同様である。このとき、光周波数による遅延時間の和の誤差分は、中間周波数信号を通過させるバンドパスフィルタ２２５の通過周波数以下に収まることが望ましい。２値データの場合で、伝送速度をＢｂｉｔ／ｓとすると、バンドパスフィルタ２２５の通過帯域幅はＢＨｚ以上必要となるが、ホモダインではバンドパスフィルタ（この場合、通常、ＤＣブロックとローパスフィルタの組み合わせ）の通過帯域幅は、０．５ＢＨｚで済む。従って、妨害光の残留成分は、概ね半分となる。
【０１２２】
なお、前記した「分散特性の合計の分散が概ね零になる」とは、ある時刻における信号光の光周波数が同期受信部の検出対象（同期用）周波数の範囲に含まれていることを意味する。図２の同期受信部２１０であれば、ある時刻における信号光の光周波数が、選択器２１３により選択されている光検出器に分波される光周波数であることであり、図１４、図１６、図１７の同期受信部２２０であれば、局発光と信号光の光周波数差である中間周波数の信号成分が、バンドパスフィルタ２２５の通過域に含まれていることである。
【０１２３】
本実施形態は、妨害光の光周波数が時間に対して変化する場合に特に有効である。例えば、妨害光と信号光の時刻ｔにおける光周波数の差が、同期受信部の受信対象（同期用）周波数の幅（図３〜図５のＢに相当）以下である場合に有効となる。このような妨害光としては、信号光と同一シンボルレートの妨害光があり、その妨害光を発生する直接変調レーザダイオードのチャープ特性が信号光を発生する直接変調レーザダイオードのチャープ特性と同一の場合に起こりうる。実施形態１〜２では、このような場合に、妨害光の影響を除去することができなかった。しかし、本実施形態では、逆分散器２３０によって、妨害光の時間に対する光周波数の変調が変化するので、妨害光と信号光の時刻ｔにおける光周波数の差を、同期受信部２１０の受信対象（同期用）周波数の幅（図３〜図５のＢに相当）以上とすることができる。
【０１２４】
また、分散器１６０によって伸張し又は短縮したビット期間は、既存の機器で用いられているような「ビット期間に一致しない」ことが望ましい。例えば、１５５Ｍｂｉｔ／ｓと６２２Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度（シンボルレート）を考えると、１５５Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度の信号光のビットが４倍に伸張する分散を与えてしまうと、６２２Ｍｂｉｔ／ｓの妨害光と偶然一致する可能性が出てくる。逆に、６２２Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度の信号光のビットが１／４倍に短縮する分散を与えてしまうと、１５５Ｍｂｉｔ／ｓの妨害光と偶然一致する可能性が出てくる。このため、分散器１６０によって、既存の機器では用いられていないようなビット期間に伸張又は短縮するような分散を与えることが望ましい。
【０１２５】
ここで、「ビット期間に一致しない」とは、ある時刻における妨害光の光周波数が、同期受信部の検出対象（同期用）周波数に含まれていないことである。図２の同期受信部２１０であれば、選択器２１３により選択されている光検波器に分波される光周波数に含まれていないことであり、図１４及び図１６の同期受信部２２０であれば、局発光と信号光の光周波数差である中間周波数の信号成分が、バンドパスフィルタ２２５の通過域に含まれていないことである。このように、分散量を決定することが望ましい。
【０１２６】
なお、逆分散器２３０により妨害光の実時間波形が拡大する方向に遅延時間を付与する場合、徐々に各シンボル同士が重なり合い、同時に複数の光周波数の妨害光が存在することになり、その極限としては、妨害光として一定の値に近づく恐れがあるため、逆分散器２３０では、妨害光の実時間波形が短縮する方向に遅延時間を付与することが望ましい。
【０１２７】
また、以上では、分散器１６０や逆分散器２３０として、通常の伝送路分散を補償する分散補償器と同様に、光周波数に対する遅延時間が一様に増加するか減少する単調変化の分散や逆分散を前提に説明したが、光周波数に対する遅延時間がランダムに変化する分散を用いることも可能であり、この場合は、信号光と妨害光の光周波数が一致する可能性がより低くなるのでより好ましい。
【０１２８】
また、分散付与の違いを、光周波数領域の符号として用いれば、光符号多重用の符号として用いることも可能となる。この場合、多元接続干渉（ＭＡＩ）は、ある時刻における他符号光の光周波数が、同期受信部の検出対象（同期用）周波数の範囲に含まれていることから発生する。図２の同期受信部２１０であれば、選択器２１３により選択されている光検出器に分波される光周波数に含まれていることであり、図１４及び図１６の同期受信部２２０であれば、局発光と信号光の光周波数差である中間周波数の信号成分が、バンドパスフィルタ２２５の通過帯域に含まれていることである。許容範囲となるＭＡＩに収まるように信号光の光周波数変化や分散を付与する。信号光の光周波数変化の仕方（傾きや変化幅等）と分散器の分散付与の組み合わせにより符号を構成すれば、より符号数が増大する。
【０１２９】
（実施形態４）
本実施形態では、受信した信号光に逆分散を与える逆分散器２３０に代えて、コヒーレント検波型の同期受信部２２０において、局発分散器２２７を配置している。この局発分散器２２７は、信号光と同期して光周波数が変化する局発光源２２２で発生した局発光に対して、その光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する。本実施形態では、送信器１００側の分散器１６０と局発分散器２２７は、光検波器２２４で得られる中間周波数だけずれた光周波数に同じ遅延時間を付与する。このため、信号光と局発光の周波数関係は図１４及び図１６の受信器２００を使用する場合と同様となる。
【０１３０】
従って、局発分散器２２７の分散は、伝送路分散に分散器１６０の分散を加えた分散から、局発分散器２２７の分散を減じた分散特性の合計の分散が概ね零となるようにする。また、実施形態１の送信器１００と組み合わせて、伝送路分散がある場合の分散補償器の代わりに、本局発分散器２２７を用いることも可能である。この場合、伝送路分散から、局発分散手段の分散を減じた分散特性の合計の分散が概ね零となるようにする。なお、本実施形態では、分散器１６０および局発分散器２２７の分散は波形が広がる方向の分散であり、広がった波形が隣接するビット期間まで広がる場合、ＩＳＩが発生するため、波形が狭まる方向に分散を加えることが望ましい。又はＩＳＩを発生しない部分のみを抜き出してデータ信号として取り出すことが望ましい。
【０１３１】
（実施形態５）
以上では送信器１００に分散器１６０を設置し、受信器２００に逆分散器２３０や局発分散器２２７を設置したが、送信器１００に分散器１６０を設置するのみでも、信号光と妨害光の光周波数が偶然一致する可能性の軽減を高めることができる。この場合は、受信器２００において、送信器１００の分散器１６０および光ファイバ４００で分散が付与された遅延時間をもつビットの信号光の光周波数に応じた時間−周波数特性に対応して検出対象（同期用）周波数を変化させてデータを同期受信する同期受信部を使用すればよい。
【０１３２】
従って、同期受信部は、伝送路分散に分散器１６０の分散を加えた分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。また、実施形態１の送信器１００と組み合わせて、伝送路分散がある場合の分散補償器の代わりに、局発分散器２２７を用いることも可能である。この場合、伝送路分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。
【０１３３】
また、実施形態３の受信器に本同期受信部を組み合わせてもよい。この場合、伝送路分散に分散器１６０の分散と逆分散器２３０の分散を加えた分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。更に、実施形態４の受信器に本同期受信部を組み合わせてもよい。この場合、伝送路分散に分散器１６０の分散を加えた分散から、局発分散器２２７の分散を減じた分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。これらの実施形態３や実施形態４の受信器に本同期受信部を組み合わせることで、分散補償の不足分や、信号光と局発光の光周波数変化の違いを補償することが可能である。
【０１３４】
なお、本実施形態でも、実施形態４と同様に、波形が広がる方向に分散があるときＩＳＩの恐れがあるので、波形が狭まる方向に分散を加えるか、ＩＳＩを発生しない部分のみを抜き出してデータ信号として取り出すことが望ましい。
【０１３５】
（実施形態６）
本実施形態の受信器２００の構成は図２７から図３４に示すどの構成であってもよい。図２７と図３１を用いて説明する。
【０１３６】
加算同期手段は光検出器と電気の分岐器と半ビットの遅延線（Ｔ／２遅延線）とから構成され、減算同期手段は光検出器と電気の分岐器とから構成される。加減算手段は加減算器とゲートスイッチから構成される。
【０１３７】
加算同期手段は光の半ビットの遅延線（Ｔ／２遅延線）と光検出器２２４Ｋとから構成され、減算同期手段は光検出器２２４Ｇから構成される。加減算手段は加減算器２１３Ｓとゲートスイッチから構成される。図３１の光分岐手段２０２、Ｔ／２遅延線と光検波器２２４Ｋ、光検波器２２４Ｇ、加減算器２１３Ｓ及びゲートが、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、図１の加減算手段２０５に相当する。
【０１３８】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段は前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間に同期した出力を加減算手段に出力し、前記減算同期手段は前記差分時間に同期した出力を加減算手段に出力している。ここで差分時間、例えば、前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間と前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が前記所定の値と反転した値である時間との時間の差として１／２ビット時間で例示する。この差分時間は例であり、この値に限定されない。また、信号光を除く入力に対する出力が均衡するように出力する時間の積が加算同期手段と減算同期手段で一致するようにすれば１ビット時間の内の複数時間を加算同期手段と減算同期手段で出力してもよい。
【０１３９】
本受信器に入力される信号は、図３５から図３７に示すように、本願の他の実施の形態と異なり、ビット時間を半分に分け、それぞれを複数の異なる強度で変調する。図３５の信号光の場合はデータの値が１の場合に半分のビット時間を出力あり、残り半分を出力なしとし、データの値が０の場合に全ビット時間が出力なしとしている。図３５から図３７では右から時間が始まるとする。データの値が図の右から００１１０１である場合、信号光の強度は半ビットずつみてビットごとに括弧でくくると（００）（００）（１０）（１０（００）（１０）となる。加算側はＴ／２遅延線によって半ビットずれるので、０００００１０１０００１となり、減算側はそのままであるので００００１０１０００１０となる。前者から後者を減ずると０００００１０１０００１となる。ここでゲートスイッチによりビットの後半の値を抜き出すと順に００１１０１となりデータが復元できる。妨害光の場合をビット同期ができており、データの値が図の右から００１１０１である場合で説明する。このとき、ビット全体に信号光が広がっているとする。信号光の強度は半ビットずつみてビットごとに括弧でくくると（００）（００）（１１）（１１）（００）（１１）となる。加算側はＴ／２遅延線によって半ビットずれるので、０００００１１１１００１となり、減算側はそのままであるので００００１１１１００１１となる。前者から後者を減ずると０００−１００１０−１０となる。ここでゲートスイッチによりビットの後半の値を抜き出すと順に００００００となり妨害光が除去できていることが分かる。
【０１４０】
信号光の強度は図３７に示すものであってもよい。この場合はデータの値が１の場合に前半のビット時間に出力あり、残り半分を出力なしとし、データの値が０の場合に後半のビット時間に出力あり、残り半分を出力なしとしている。この信号の場合は、図に示すように、１の値は正の値、０の値は負の値となり、１の値と０の値で信号の出力強度が左側の信号の形式よりも倍大きい効果がある。なおここで、直接検波の例で示したが、ヘテロダイン受信等のコヒーレント受信を適用してもよい。
【０１４１】
本実施形態では強度をビット時間内で変更する信号光を用いたが、強度に加えて加えて、本発明の他の実施形態でビット時間内で光周波数を変化させる信号光を用いて、本実施形態で用いた受信器と本発明の他の実施形態を組み合わせるのが更に望ましい。
【０１４２】
例えば、図３８に示す構成とする。ここで、受信器は図１４と同じ構成である。但し、受信対象とする光周波数は図５に示すものとする。送信器は、図５に示す光周波数を受信するのに用いる複数の局発光と同様のビット時間よりも短い時間だけ時間シフトして２つの光の内のいずれかにより、送信データの値を示す信号光を出力する。このような送信機は、図１４の局発光の生成と同様に、時間差を与えた電気信号で複数の光源を周波数変調するか、変調した信号光を分岐すればよい。そして、例えば、時間シフトなしの光が送信データの「１」の値をしめし、時間シフトありの光が「０」の値を示すとすればよい。信号光とその出力の例を図３９に示す。図３９の１段目は時間に対する信号光の光周波数を、２段目は時間に対する加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数を示す。信号光、加算同期手段、減算同期手段はそれぞれ実線、点線、破線にて示している。３段目は加算同期手段の、４段目は減算同期手段の、５段目は加減算手段のそれぞれの時間に対する出力強度を示している。実施形態２であれば、減算同期手段の出力が零であるため、加減算手段の出力も加算同期手段の出力と等しくなる。本実施例では、減算同期手段の出力も非零の値となるため、１の値と０の値で信号の出力強度が倍となる効果もある。妨害光の場合の例を図４０に示す。図４０の１段目は時間に対する妨害光の光周波数を、２段目は時間に対する加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数を示す。妨害光、加算同期手段、減算同期手段はそれぞれ実線、点線、破線にて示している。３段目は加算同期手段の、４段目は減算同期手段の、５段目は加減算手段のそれぞれの時間に対する出力強度を示している。図に示すように、各ビット毎の加算同期手段と減算同期手段の出力が同一であり、相殺するために妨害光の影響が除去できることがわかる。なお、本実施形態では示していないが、上述の実施形態と同様に光周波数毎に遅延時間を付与及び除去する構成を追加してもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１０：光通信システム
１００：送信器
１１０：光源
１２０：強度変調器
１３０：光周波数変化部
１３１：信号源
１３２：周波数変調器
１４０、１５０：光周波数変化部
１４１：信号源
１４２：混合器
１４３、１５２：直接変調レーザダイオード
１５１：波形整形器
２００：受信器
２０２：光分岐手段
２０３：加算同期手段
２０４：減算同期手段
２０５：加減算手段
２１１：光分波器
２１２：光検波器
２１３、２１３Ｋ、２１３Ｇ：加算選択器
２１３Ｓ：加減算器
２１４：信号源
２２０：同期受信部
２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ：信号源
２２２、２２２Ｋ、２２２Ｇ：局発光源
２２３、２２３Ｋ、２２３Ｇ：混合器
２２４、２２４Ｋ、２２４Ｇ：光検波器
２２５、２２５Ｋ、２２５Ｇ：バンドパスフィルタ
２２６、２２６Ｋ、２２６Ｇ：コヒーレント検波器
２２７：加減算器
３００：光カプラ
４００：光ファイバ
５００：不適合器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、送信器から受信器に信号光を送信する際に光伝送路に混入する妨害光の影響を軽減する受信器、及びこれを備える光通信システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＰＯＮ（Ｐａｓｓｉｖｅ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ）システムを用いた経済的な光サービスの需要の増大が予想される。ＰＯＮシステムでは、局内のＯＬＴ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｌｉｎｅ Ｔｅｒｍｉｎａｌ）の制御により、単一の光ファイバと伝送設備を複数のユーザ宅内機器のＯＮＵ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｎｅｔｗｏｒｋ Ｕｎｉｔ）で共用する。
【０００３】
ところで、ＰＯＮシステムの普及に従い、ＯＮＵは、電気通信法４９条の規定に準じた端末開放の可能性がある。開放により、ＯＬＴの制御に従わないメディアコンバータやＬＡＮ機器等のＰＯＮシステムへの誤接続の可能性が増大する。これらの誤接続機器の出力光は、光ファイバと伝送設備を共用する他ユーザの通信に対する妨害光として作用し、通信途絶の問題を引起しかねない。
【０００４】
そこで、この問題を解決するため、第１の方法の方法として光符号多重（ＯＣＤＭ；Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｏｄｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）技術を適用した妨害光の除去方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、第２の方法として、図４１及び図４２のように送信する信号光の光周波数を時間的に変動させ、その信号光の時間変化に同期して受信する信号光を変動させる受信方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。図４１及び図４２は、信号光の光周波数を送信データが「１」のビット期間だけ直線的に増大させたときの同期受信の例である。検出対象光周波数は受信器の検出対象の光周波数を示す。図４１は妨害光の光周波数が一定の場合についてであり、妨害成分の検出時間はビット期間中の僅かの時間（図中の「検出されるクロストーク」）である。図４２は妨害光の光周波数が周期的に変化する場合についてのものであり、信号光の周波数変化と妨害光の光周波数変化が一致しない限り、やはり同様に、同期手段における妨害成分の検出時間はビット期間中の僅かの時間である。共に、妨害光の影響の大部分除去できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−０７４５５７号公報
【特許文献２】特開２００９−１５３１１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の第１の方法では、妨害光の光周波数に応じて除去対象とする光周波数を変更しなければならず、妨害光の光周波数分布によっては除去が困難となる場合があるという課題があった。第２の方法では、妨害光の抑圧度が信号光の光周波数の変動幅（チャープ幅）に反比例し、十分な抑圧度のためには広いチャープ幅が必要という課題があった。
【０００７】
そこで、前記課題を解決するために、本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器及び光通信システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、データの少なくとも１シンボル期間の中で信号光の光周波数又は強度が変化する信号光と同期した光周波数又は強度の光を受信対象とすると同時に、信号光と所定の光周波数又は所定の時間異なる光を同時に受信対象とし、前者の出力から後者の出力を減ずることで前者の出力に残存する妨害光成分を後者の出力に存する妨害光にて相殺することとした。
【０００９】
具体的には、本発明に係る受信器は、光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を、前記信号光の光周波数又は強度の変化の少なくとも一方で同期受信する加算同期手段と、前記信号光を、前記信号光の光周波数と所定の光周波数差をもつ差分光周波数又は前記信号光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差をもつ差分時間の少なくとも一方で同期受信する減算同期手段と、前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて、前記信号光に含まれるデータを取得する加減算手段と、を備える。
【００１０】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、前記光検波手段が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有する。
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う。
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う。
本発明に係る受信器は、前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする。
【００１１】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有する。
前記加減算手段は、前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた出力から前記信号光の光周波数に同期した中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う選択コヒーレント検波手段を有している。
本発明に係る受信器は、前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする。
【００１２】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有する。前記加減算手段は、
前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有する。
本発明に係る受信器は、前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする。
【００１３】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波手段と、前記光分波手段で分波した光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、前記光周波数に応じた電気信号を選択する選択手段と、を有している。
前記光検波手段は、前記分波手段で分波した光をそれぞれ光検波して電気信号を出力する光検波手段であり、前記選択手段は前記光検波手段が出力する出力電気信号の中から１の前記電気信号を受信対象として選択する選択手段である、又は前記選択手段は前記光分波手段が出力する光の中から１の前記光を受信対象として選択する手段である。
前記加算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号又は光は前記信号光の光周波数に同期しており、前記減算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号は前記差分光周波数に同期していることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段は前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間に同期した出力を加減算手段に出力し、前記減算同期手段は前記差分時間に同期した出力を加減算手段に出力していることを特徴とする。
【００１５】
本発明に係る受信器は、光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を受信する場合に、データの少なくとも１シンボル期間の中で信号光と信号光と所定の光周波数差又は光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差の光とを受信対象とし、前者の出力から後者の出力を減ずることで前者の出力に残存する妨害光成分を相殺している。従って、本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器を提供することができる。
【００１６】
本発明に係る光通信システムは、前記受信器と、光周波数又は強度の少なくとも一方がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を送信する送信器と、を備える。本発明は、前述の受信器を備える光通信システムである。従って、本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な光通信システムを提供することができる。
【００１７】
本発明に係る光通信システムの前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、前記受信器は、前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で光周波数に応じて異なる遅延時間を付与された前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する逆分散手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１８】
本発明に係る光通信システムの前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、前記受信器は、前記局発光の光周波数に応じて異なる遅延時間を前記局発光に付与することで前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する局発分散手段をさらに備えることを特徴とする。
【００１９】
本発明に係る光通信システムは、分散手段および逆分散手段または分散手段および局発分散手段により、伝送中の信号光の時間−光周波数変化の特性を変化させ、光周波数に対する伝播時間を変化させるために、妨害光と信号光の光周波数が干渉する確率を低減することができる。また、分散手段と伝送路で付与される分散の総合分散特性と、逆分散手段で付与される分散特性の合計の分散が概ね零になるように分散手段と逆分散手段の分散特性または分散手段と局発分散手段の分散特性を設定すれば、遅延時間の和が信号光の光周波数によらず一定となるので、伝送路の分散の影響を排除することもできる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明は、狭いチャープ幅の信号光に対しても、妨害光の光周波数に関係なく妨害光の影響を軽減できるようにして、耐妨害性の高い光通信が可能な受信器及び光通信システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２】本発明に係る光通信システムを説明する図である。
【図３】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図４】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図５】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図６】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図７】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図８】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図９】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図１０】本発明に係る光通信システムの送信器を説明する図である。
【図１１】本発明に係る光通信システムの送信器を説明する図である。
【図１２】本発明に係る受信器の動作を説明する図である。
【図１３】本発明に係る受信器の動作を説明する図である。
【図１４】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１５】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１６】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１７】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１８】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図１９】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２０】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２１】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２２】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２３】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２４】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２５】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２６】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２７】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２８】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図２９】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３０】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３１】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３２】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３３】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３４】本発明に係る受信器を説明する図である。
【図３５】本発明に係る受信器に入力する信号を説明する図である。
【図３６】本発明に係る受信器に入力する信号を説明する図である。
【図３７】本発明に係る受信器に入力する信号を説明する図である。
【図３８】本発明に係る光通信システムを説明する図である。
【図３９】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図４０】本発明に係る光通信システムの動作を説明する図である。
【図４１】関連する光通信システムの動作を説明する図である。
【図４２】関連する光通信システムの動作を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
添付の図面を参照して本発明の実施形態を説明する。以下に説明する実施形態は本発明の実施形態であり、本発明は、以下の実施形態に制限されるものではない。なお、本明細書及び図面において符号が同じ構成要素は、相互に同一のものを示すものとする。
【００２３】
（実施形態１）
図１は、本実施形態の受信器２００を説明する図である。受信器２００は、光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を、前記信号光の光周波数又は強度の変化の少なくとも一方で同期受信する加算同期手段２０３と、前記信号光を、前記信号光の光周波数と所定の光周波数差をもつ差分光周波数又は前記信号光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差をもつ差分時間の少なくとも一方で同期受信する減算同期手段２０４と、加算同期手段２０３の出力から減算同期手段２０４の出力を減じて、前記信号光に含まれるデータを取得する加減算手段２０５と、を備える。
【００２４】
本実施形態の受信器２００の動作を、図２を用いてより具体的に説明する。図２は本実施形態の光通信システム１０の構成を示すブロック図である。１００は送信器（例えば、ＯＮＵ）、２００は受信器（例えば、ＯＬＴ）、３００は光スプリッタ、４００は光ファイバである。この構成に、光通信システム１０の構成には含まれないが、妨害光を出力する不適合器５００が接続する場合を想定する。
【００２５】
加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４は、
前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波器２１１と、光分波器２１１で分波した光を光検波して電気信号を出力する光検波器２１２と、光検波器２１２が出力する出力電気信号の中から前記光周波数に応じた電気信号を選択する加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇと、を有し、
光検波器２１２は、前記分波手段で分波した光をそれぞれ光検波して電気信号を出力する複数の光検波器２１２であり、加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇは複数の光検波器２１２が出力する出力電気信号の中から１の前記電気信号を受信対象として選択する加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇであり、
加算同期手段２０３の有する加算選択器２１３Ｋの受信対象とする電気信号は前記信号光の光周波数に同期しており、減算同期手段２０４の有する減算選択器２１３Ｇの受信対象とする電気信号は前記差分光周波数に同期している。
【００２６】
図２の光分波器２１１、光検波器２１２、加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇと加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇをそれぞれ信号光の光周波数と差分光周波数に同期した電気信号を受信対象とするように駆動する信号源２１４が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。また、図２の加減算器２１３Ｓが図１の加減算手段２０５に相当する。
【００２７】
送信器１００は、光源（レーザダイオードその他）１１０、送信データＤｉｎにより光源１１０からの光を強度変調する強度変調器１２０、および強度変調された信号光を１シンボル期間で周波数変化させる光周波数変化部１３０を備える。光周波数変化部１３０は、送信データＤｉｎの１シンボル時間（ここではビット期間とする）毎に繰り返して同じ周波数変調用の信号を発生させる信号源１３１と、その信号源１３１からの信号によって信号光の周波数を昇順、降順、正弦波状、ランプ波形、ランダム等の所定の値で、１ビット期間で継続的に変化させる周波数変調器（例えば、ＬＮ等の位相変調器、ＡＯ等の周波数変調器等）１３２からなる。よって、送信データＤｉｎの１シンボル期間の信号光は、その光周波数が継続的に変化する。
【００２８】
なお、光源１１０からの光が入力する順序は、強度変調器１２０−＞光周波数変化部１３０の順としているが、両者の変調と変化が同期していれば、光周波数変化部１３０−＞強度変調器１２０の順であってもよい。さらに、光源１１０と光周波数変化部１３０を兼ねることも可能であるし、光源１１０と強度変調器１２０を兼ねることも可能であるし、光源１１０と光周波数変化部１３０と強度変調器１２０を兼ねることも可能である。例えば、直接変調レーザダイオード（ＤＭＬ：Ｄｉｒｅｃｔｌｙ Ｍｏｄｅｒａｔｅｄ Ｌａｓｅｒ）を用いることで可能となる。また、強度変調器１２０として所望の光周波数の変調幅を満たすようにアルファーパラメータの大きな強度変調器を用い、かつ十分な振幅で変調すれば、強度変調器１２０と周波数変調器１３２を兼ねることも可能である。兼ねる場合、後述の直接変調レーザダイオードと同様な変調としてもよい。
【００２９】
受信器２００は、同期受信部２１０を備える。同期受信部２１０は、光ファイバ４００から到来する信号光を光周波数に応じて分岐する光分波器（例えば、プリズム、多層膜フィルタ、ＡＷＧ（Ａｒｒａｙｅｄ Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ Ｇｒａｔｉｎｇ）型回折格子等）２１１、分波された各周波数の信号光を検出して電気信号に変換させる１群の光検波器（例えば、フォトダイオードアレイ等）２１２、光検波器２１２の各出力信号から信号光の光周波数に応じた１個の信号を選択する加算選択器２１３Ｋ、信号光の光周波数から所定の光周波数異なる差分光周波数に応じた１個の信号を選択する減算選択器２１３Ｇ、加算選択器２１３Ｋの出力を加え減算選択器２１３Ｇの出力を減じて出力する加減算器２１３Ｓ、及び加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇの選択動作の制御信号（同期用信号）を光周波数変化部１３０の信号源１３１の生成信号に同期して生成する信号源２１４を備える。
【００３０】
加減算器２１３Ｓは１ビット時間の信号を積算する。例えば、加減算器２１３Ｓは伝送帯域の０．５〜０．９倍程度の帯域の低域濾波器（非図示）を備えることで１ビット時間の信号を積算することができる。
【００３１】
加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇの受信する光周波数の差は、減算側で信号光の受信が無視できる（例えば、消光比以下で零レベル以下の強度）の周波数差が望ましい。光周波数の差が小さいと減算側に混入して信号強度が減少し、光周波数の差が大きいと加算と減算での出力が異なり、時間的にずれて相殺し難くなるので、両者のトレードオフで光周波数差を選択する。例えば、減算選択器２１３Ｇで選択する光周波数に信号光の混入する量が、信号の零レベル以下の強度などであり無視できる最小の光周波数差であることが望ましい。但し、信号光が減算側に混入しても、本発明の妨害光の除去能力の低下は無視できる。
【００３２】
よって、受信した信号光はその光周波数に応じて取り出され、元の送信データＤｉｎに対応した受信データＤｏｕｔに再生される。なお、信号源１３１と信号源２１４との同期は、例えば、信号光の伝送の開始時のプリアンブルを検出してビット同期することで行われるが、ここでは詳細な説明は省略する。
【００３３】
なお、以上の説明で本実施形態では、伝送路分散等によって光周波数毎に異なる伝搬遅延を被らない例で提示した。伝送路分散等がある場合は、以下の方法で補償を行う。
（１）同期受信部２１０が伝送路分散等による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数に応じて信号を生成する信号源２１４を用いる。
（２）光分波器２１１入力以前に伝送路分散を補償する分散補償器（不図示）を送信器１００、受信器２００あるいは光ファイバ４００中に具備する。
（３）光分波器２１１、光検波器２１２、加算選択器２１３Ｋ、及び減算選択器２１３Ｇの全部又は一部における光周波数毎の伝搬時間を調整する。
以下の実施形態においても同様である。
【００３４】
本実施形態による妨害光の影響の軽減について、図３から図９を用いて説明する。図３から図７の横軸は時間、縦軸は光周波数を示す。各図において、Ａは光周波数変化部１３０により光周波数が変化（ここでは単純化のため直線で近似）する信号光である。Ｂは受信器２００におけるその信号光を受信する加算同期手段２０３及び信号光と所定の周波数差でその周波数変化が同期した光を受信する減算同期手段２０４の通過帯域幅（信号を通過させるためには少なくともその信号のナイキスト周波数の通過帯域幅が必要）である。Ｃは妨害光を示す。また、Ｆｓは信号光の光周波数変動幅（チャープ幅）、Ｆｊは妨害光の光周波数幅、Ｔｊは妨害光の検出時間、Ｔはビット期間を示す。なお、図３〜図７において、加算同期手段２０３での妨害光の検出時間Ｔｊを残留干渉信号比Ｒ１、減算同期手段２０４での妨害光の検出時間Ｔｊを残留干渉信号比Ｒ２として説明している。
【００３５】
まず、図３に示すように、妨害光Ｃの光周波数幅Ｆｊが少なく、且つＦｓがＦｊを包含する場合（Ｆｊ＜Ｂ＜Ｆｓ）の各同期手段における妨害光Ｃの検出時間Ｔｊは、
Ｔｊ≒（Ｂ／Ｆｓ）×Ｔ
となり、妨害光Ｃの検出時間Ｔｊはビット期間Ｔに比べて極めて短くなる。このため、妨害光Ｃの影響は少なくなり、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４におけるその抑圧比は、
（通過帯域幅Ｂ）／（信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓ）
となる。
【００３６】
従来の発明では、この抑圧された妨害光Ｃの影響は信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓに対する通過帯域幅Ｂの比に抑圧される。そのため信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓが通過帯域幅Ｂに対して十分大きな必要があった。しかし本願では、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４で受信する妨害光Ｃの影響が同等である場合、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４の出力を加減算手段２０５で減ずる（残留干渉信号比Ｒ１−残留干渉信号比Ｒ２）ため無視できる。
【００３７】
図８及び図９に例を示す。ここで、信号光の送信データ系列Ｄｉｎが０１０１１０であり、その入力データの値が「１」の場合にそのビット時間Ｔの間に、光周波数が直線的にチャープ幅Ｆｓだけ増大し、ビット時間の最初で光周波数が元に戻るとし、妨害光は全時間、同一光周波数で連続発光（データ系列が１１１１１１）とした。図８が信号光の受信を、図９が妨害光の受信を示している。各図の左から順に、各時間における入力光の光周波数（太実線）、各時間における入力光と受信対象とする光周波数（太点線）、各時間における受信電気信号の強度を表し、それぞれ上から順に加算同期手段、減算同期手段、加減算手段の例を示す。
【００３８】
入力光が信号光である場合は、加算同期手段の出力は入力データ系列と同値の０１０１１０であり、減算同期手段の出力は、減算同期手段は各時点で信号光の光周波数を受信対象としないため、入力データ系列の値によらず常時零である。従って、両同期手段の出力の差をとる加減算手段の出力は入力データ系列と同値となる。
【００３９】
入力光が妨害光である場合は、加算同期手段および減算同期手段の出力は、それぞれが受信対象とする光周波数と妨害光の光周波数が重なった時間のみに出力があり、そのビット時間における平均値は、概ね妨害光の強度に（通過帯域幅Ｂ）／（信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓ）を乗じた同値である。従って、両同期手段の出力の差をとる加減算手段の出力は零となり、妨害光の影響が除去されていることが分かる。ここで、妨害光Ｃの光周波数が一定としたが、周期的に変化する場合も、信号光Ａの周波数変化と妨害光Ｃの光周波数変化が一致しない限り、同様である。
【００４０】
特許文献２に示す従来例と本願の耐妨害性を比較する。例えば、信号光Ａの通過帯域幅又は信号光を光検波した後の信号の通過帯域幅Ｂが１００ＭＨｚ、信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓが１００ＧＨｚとすると、妨害光Ｃの検出時間Ｔｊはビット期間Ｔに比べて１／１０００となる。従って、妨害光の強度が信号光の強度の１０００倍、即ち３０ ｄＢ大きい場合、妨害光の残留成分と信号光の出力が同値となり除去できない。しかし、本発明では、その１／１００００の妨害光の影響も加算同期手段２０３と減算同期手段２０４の出力から相殺されるために、妨害光Ｃの影響は概ね無視できる。
【００４１】
また、図６に示すように、妨害光Ｃがある程度の光周波数幅Ｆｊを有しＦｓがＦｊを包含する場合（Ｂ＜Ｆｊ＜Ｆｓ）の各同期手段における妨害光Ｃの検出時間Ｔｊは、
Ｔｊ≒｛（Ｂ＋Ｆｊ）／Ｆｓ｝×Ｔ
となる。このときは、各同期手段における検出時間Ｔｊで検出される妨害光Ｃの強度はＢ／Ｆｊに軽減される。図６の場合、図３の場合よりも検出時間Ｔｊが長くなるが、妨害光Ｃの各瞬間の寄与は軽減し、ビット期間全体で図３の場合の｛（Ｂ＋Ｆｊ）／Ｆｊ｝倍となる。このため、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４における抑圧比は、
｛（通過帯域幅Ｂ）＋（妨害光Ｃの光周波数幅Ｆｊ）｝／（信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓ）
となる。本願ではこの残留した影響も加算同期手段２０３と減算同期手段２０４の出力から相殺される（残留干渉信号比Ｒ１−残留干渉信号比Ｒ２）ために、妨害光Ｃの影響は概ね無視できる。
【００４２】
さらに、図７に示すように、妨害光Ｃの光周波数幅Ｆｊが信号光Ａの光周波数変動幅Ｆｓより大きくＦｊがＦｓを包含する場合（Ｂ＜Ｆｓ＜Ｆｊ）の加算同期手段２０３と減算同期手段２０４における妨害光Ｃの検出時間Ｔｊはビット期間Ｔとなるが、加算同期手段２０３と減算同期手段２０４における検出強度はＢ／Ｆｊに軽減される。よって、妨害光Ｃの寄与は僅かとなる。更に、その影響も加算同期手段２０３と減算同期手段２０４の出力から相殺される（残留干渉信号比Ｒ１−残留干渉信号比Ｒ２）ために、妨害光Ｃの影響は概ね無視できる。
以上示したように、妨害光の周波数幅と信号光の周波数変動の幅の関係の如何によらず妨害光の影響は概ね無視できることが分かる。
【００４３】
図３と図６と図７では、図３に示すように加算同期手段と減算同期手段が受信対象とする光周波数は一定値の差分周波数だけずれた光周波数としているが、信号光が変化するチャープ幅に含まれる最小の光周波数と最大の光周波数を繋いだ場合に差分周波数だけずれた光周波の光を受信するとしてもよい。即ち、図４及び図５に示すように光周波数が減少方向に変化する場合に、チャープ幅に含まれる最小の光周波数の後にチャープ幅に含まれる最大の光周波数に変化し、そのまま減少を続ける。また逆に、光周波数が増加方向に変化する場合に、チャープ幅に含まれる最大の光周波数の後にチャープ幅に含まれる最小の光周波数に変化し、そのまま増加を続ける。このような設定は特に妨害光の光周波数が、信号光の変化するチャープ幅の最大又は最小の光周波数近傍で受信対象とする光周波数と重なる場合、特に最大又は最小の光周波数から透過周波数帯域Ｂの１／２以下のずれの場合に有効である。
【００４４】
図３を例にとる。図３では加算同期手段と減算同期手段で受信する透過周波数帯域Ｂはそれぞれ隣接している。しかし、透過周波数帯域Ｂ同士が隣接していても、互いに受信する光周波数は異なる。チャープ幅の最小の光周波数をｆｍ、最大の光周波数をｆＭとすると、加算同期手段と減算同期手段の受信する光周波数はそれぞれｆｍ−Ｂ／２〜ｆＭ＋Ｂ／２、ｆｍ＋Ｂ／２〜ｆＭ＋３Ｂ／２となる。従って、妨害光の光周波数がｆｍ−Ｂ／２〜ｆｍ＋Ｂ／２、または、ｆＭ＋Ｂ／２〜ｆＭ＋３Ｂ／２の場合に加算同期手段または減算同期手段のいずれか一方でのみ受信されるため、従来の第２の方法と同様の妨害光の残留成分が発生する。しかし、図５、図６、図８及び図９に示すようにチャープ幅に含まれる光周波数の最大と最小を繋いで輪環した状態での差分光周波数だけ異なる光周波数を受信することとすれば残留成分を相殺することができる効果がある。
【００４５】
更に、差分周波数が一定であるとしたが、一定でなくともよい。このときも、加算同期手段の受信する光周波数は信号光の光周波数の時間変動と同期している。減算同期手段の同期する光周波数は、その時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であればよい。例えば、信号光がビット時間Ｔを１０分割した微少時間τｉ（ｉ＝１〜１０）の各微小時間で順に、ｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０と昇順又は降順に光周波数変化する場合、加算同期手段は、順にｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０を受信対象とする。減算同期手段は、図３のように順にｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０、ｆ１１を受信対象としてもよいし、図５のように順にｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５、ｆ６、ｆ７、ｆ８、ｆ９、ｆ１０、ｆ１を受信対象としてもよいし、ｆ２、ｆ４、ｆ６、ｆ８、ｆ１０、ｆ１、ｆ３、ｆ５、ｆ７、ｆ９のようにしてもよい。
【００４６】
また、減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下を許容する場合は、減算同期手段の同期する光周波数は、少なくともビット時間を構成する一部の時間においてその時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であればよい。例えば減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下の１／１０の低下を許容する場合は、ビット時間で信号光が継続する時間の１／１０の時間が同一でもよい。この場合、例えばｆ１０、ｆ９、ｆ８、ｆ７、ｆ５、ｆ６、ｆ４、ｆ３、ｆ２、ｆ１としてもよい。ここで信号光はビット時間全体で一定の強度で出力するとした。
【００４７】
また望ましくは、減算同期手段の同期する光周波数は、その時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間に含まれる他の微小時間に信号光が送信する光周波数であり、かつ同一ビット時間に信号光の当該光周波数である時間だけその光周波数を受信対象として揃える。これは、減算同期手段も対応する光周波数での受信の時間が揃っていない場合、妨害光の残留成分が相殺しないからである。特に、信号光が長く滞留し減算同期手段よりも加算同期手段で長い時間受信対象とする光周波数又は減算同期手段が加算同期手段よりも長い時間受信対象とする光周波数に妨害光の周波数が一致した場合、相殺しない残留成分が増大する。例えば、望ましくない設定では、信号光がビット時間Ｔを分割した各微小時間で順に、ｆ１、ｆ２、ｆ２、ｆ３、ｆ３、ｆ３、ｆ４、ｆ４、ｆ４、ｆ４と光周波数変化し、加算同期手段は、順にｆ４、ｆ１、ｆ１、ｆ２、ｆ２、ｆ２、ｆ３、ｆ３、ｆ３、ｆ３を受信対象とする。
【００４８】
この設定では、妨害光の光周波数がｆ４であった場合、妨害光の残留成分は加算同期手段で４／１０で、減算同期手段で１／１０で、４／１０−１／１０＝３／１０であり相殺しないことは明らかである。ｆ４以外の他の光周波数の場合の各光周波数を受信対象とする時間に差異があるため相殺できないことは同様である。そこで、同一ビット時間内でチャープ幅に含まれる各光周波数毎の受信対象とする時間を加算同期手段と減算同期手段で揃えることが望ましい。例えば減算同期手段は順にｆ４、ｆ４、ｆ４、ｆ４、ｆ１、ｆ２、ｆ２、ｆ３、ｆ３、ｆ３を受信対象とする。このとき加算同期手段と減算同期手段は同一の光周波数の範囲を受信し、各光周波数の受信する時間は同一であり、同時に同一の光周波数を受信しないようになっている。この場合、妨害光の光周波数がｆ１のときは１／１０−１／１０＝０、ｆ２のとき２／１０−２／１０＝０、ｆ３のとき３／１０−３／１０＝０、ｆ４のとき４／１０−４／１０＝０であり、いずれの光周波数のときも残留成分が相殺することが分かる。
【００４９】
また、減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下を許容する場合は、減算同期手段の同期する光周波数は、少なくともビット時間を構成する一部の時間においてその時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であり、かつ同一ビット時間に信号光の当該光周波数である時間だけその光周波数を受信対象として揃えることが望ましい。減算側での信号光の受信に伴う信号光の受信レベルの低下を許容する比率が、ビット時間で信号光強度が同一でビット時間で信号光が継続する時間に対する受信対象とする信号が重なってもよい比率の上限としてもよい。
【００５０】
なお、以上の説明では、信号光Ａの光周波数の変化の周期が送信データＤｉｎの「１」のビット期間と同期していることを前提としたが、信号光Ａの光周波数はビット時間の間変化し続けていればよく、かならずしもその周期が送信データＤｉｎのビット期間と同期する関係にある必要はない。すなわち、信号光Ａの光周波数は、送信データＤｉｎのビット周期と無関係に変化し続けさせてもよい。例えば、信号光Ａの光周波数の変化の周期が送信データＤｉｎのビット周期に対して短ければ、妨害光Ｃの光周波数が変化するとき、周波数が干渉する可能性が減少する。妨害光Ｃの光周波数があまり変化しないときは、周波数が干渉する回数が増えるが、干渉成分は１回当りの重なり時間と重なり回数の積であるので、妨害光Ｃの除去の点からは悪影響は少ない。信号光Ａの光周波数の変化の周期が送信データＤｉｎのビット周期に対して長ければ、各ビットにおける光周波数の変化量が減少する。また、信号光Ａの光周波数の変化は、直線的あるいは正弦波的な変化よりも、ランダムに変化する方が、偶然に直接変調してくる妨害光と一致する可能性が軽減できる。ただし、以上のいずれにおいても、信号光Ａの光周波数の変化に対して、受信器２００で発生させる検出対象（同期用）信号（信号源２１４で発生させる信号）は同期させる必要がある。
【００５１】
なお、送信器１００は図１０及び図１１に示す構成であってもよい。図１０は送信器１００の別の構成を示すブロック図である。本構成において、光周波数変化部１４０は、周波数変調用の信号を発生させる信号源１４１と、その信号源１４１からの周波数変調用の信号と送信データＤｉｎを混合する混合器１４２と、混合器１４２からの変調信号によって直接発振光を変調する直接変調レーザダイオード（ＤＭＬ）１４３とからなる。混合器１４２は、送信データＤｉｎのビット期間中の「１」のデータを信号源１４１からの信号によって変調させる。この変調は、図３〜図９で説明したように、２ビット以上連続する「１」のデータを１ビットずつランプ波等に変調させても、あるいは前記したように、送信データＤｉｎのビット周期と無関係に継続的に変調させてもよい。直接変調レーザダイオード１４３は、印加電流を送信データＤｉｎに応じて変調することで、送信データに応じた強度変調を行うが、印加電流と光出力強度により生じるレーザダイオード内のキャリア変動に応じた屈折率変化を主たる原因として、出力光の周波数が変動するチャープが発生する。ここでは、印加電流を変化させることでこのチャープを積極的に発生させ、信号光の光周波数を変化させる。
【００５２】
図１１も送信器１００の別の構成を示すブロック図である。本構成において、光周波数変化部１５０は、送信データＤｉｎが入力する波形整形器１５１と直接変調レーザダイオード１５２とからなる。波形整形器１５１は、例えば、ＮＲＺ（Ｎｏｎ Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）の送信データＤｉｎを入力して１ビット期間の最初と最後が零の値に戻るＲＺ（Ｒｅｔｕｒｎ ｔｏ Ｚｅｒｏ）の信号に変換する変換器と、直接変調レーザダイオード１５２に対する１ビット当りの印加電流が平坦になる部分を無くするために信号を鈍らせるための、伝送帯域の例えば７５％の通過帯域幅をもつローパスフィルタとから構成されている。これによって、１ビット当りの時間幅の矩形波が、ガウシアン等で近似できる強度−時間特性となり、信号光の発光が継続する１ビット期間毎に、継続的に光周波数が変化する。
【００５３】
図１２は受信器２００の同期受信部２１０の動作を具体的に示す説明図である。この同期受信部２１０は、受信した信号光の光周波数に応じて光を分波する分波器２１１と、そのプリズム２１１ａで分波された各光を検出して電気信号に変換する１群の光検出器２１２と、その光検出器２１２の各出力電気信号を選択する加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇとから構成している。加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇは、図２の送信器１００の信号源１３１の出力信号、図１０の信号源１４１の出力信号、又は図１１の波形整形器１５１の出力信号の変化に同期して、図２で示した信号源２１４の出力信号によって、選択動作を行う。なお、分波器２１１は、空間系のプリズムのイメージで記載しているが、ファイバ系や前記した誘電体多層膜あるいはＡＷＧ等の構成であってもよい。加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇは、メカニカルに選択するイメージで記載しているが、通常では電気的に選択する構成となる。例えば、電荷結合素子ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等を用いてもよい。ＣＣＤの場合、多数の電極の隣同士で異なる電圧を与えることによりポテンシャルウェルを作り出し、これを利用して電荷を保持する。この各電極に加える電圧を適切に制御することにより、画素毎の電荷をバケツリレー式に順次取り出す。一つの画素を一つの光周波数と対応付しておき、ビット時間Ｔを構成する微小時間で出力を取り出す画素を選択することで、構成することができる。
【００５４】
ここで、分波器２１１と光検出器２１２は単一であり、どの微小時間毎の出力を取り出す光検出器２１２を加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇのそれぞれで選択するとしたが、分波器２１１と光検出器２１２は加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇに対応して複数あってもよい。この場合、複数の光分波器２１１に入力光を分岐する分岐器とそれぞれの光分波器２１１が図１の光分岐手段２０２に相当する。光検出器２１２のみが加算選択器２１３Ｋと減算選択器２１３Ｇに対応して複数ある場合は、加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇのそれぞれに対応する光検出器２１２と加算選択器２１０Ｋ及び減算選択器２１０Ｇの組が、図１の加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。
【００５５】
更に、図１２の構成では、複数の光検出器２１２から受信対象とする光周波数に対応する光検出器２１２の出力を選択するとしたが、図１３の構成の様に、加算同期手段と減算同期手段に少なくとも一つの光検出器２１２を備え、それぞれの検出器にビット時間を構成する微小時間に到達する光を光スイッチ等のゲートで選択するとしてもよい。この場合、ゲートとそれぞれの光検出器と時間に応じてそれぞれの光検出器に到達する光周波数を選択する加算選択器と減算選択器の組がそれぞれ図１の加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。ここで図１２及び図１３で加算選択器と減算選択器の機能が異なっている。図１２では、信号光の光周波数の変化に応じて、出力対象とする光検出器を選択し、その出力を加減算手段に受け渡す。図１３では信号光の光周波数の変化に応じて、導通対象とする光周波数のゲートを開閉し、その光周波数の光を光検出器に導通させる。加算選択器と減算選択器は光検出器の出力を直接加減算手段に受け渡さない。
【００５６】
この構成では、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４は、前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波器２１１と、光分波器２１１で分波した光の中から１の前記光を、光ゲートを用いて受信対象として選択する加算選択器２１３Ｋと加算選択器が選択した光を光検波して電気信号を出力する光検波器２１２Ｋと、光分波器２１１で分波した光の中から１の前記光を、光ゲートを用いて受信対象として選択する減算選択器と減算選択器が選択した光を光検波して電気信号を出力する光検波器２１２Ｇと、を有し、加算同期手段の有する加算選択器２１３Ｋが受信対象とする光は前記信号光の光周波数に同期しており、減算同期手段の有する減算選択器が受信対象とする光は前記差分光周波数に同期している。
【００５７】
光分波器、光検波器と光ゲートと加算選択器２１３Ｋ及び減算選択器２１３Ｇが、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４に相当する。また、加減算器２１３Ｓが図１の加減算手段２０５に相当する。
【００５８】
図１３でも分波器２１１と光ゲートは加算選択器と減算選択器に対応して複数あってもよい。図２、図１２、図１３に示す本実施形態の構成は後述の実施形態と比べて、図５のような光周波数関係での受信や、時間に対してランダムに信号光の光周波数が変化する場合に特に効果がある。
【００５９】
例えば、光受信器２１２が１０００個あり、番号の降順に低い光周波数を受信し、チャープ幅に含まれる光周波数を受信する光受信器２１２が１０１から９００であり、各光受信器２１２は互いに隣接した光周波数の光を透過周波数帯域Ｂだけ受信するとする。図３では、加算選択器は順に９００、８９９、８９８、・・・、１０３、１０２、１０１の光受信器の出力を選択し、減算選択器は順に９０１、９００、８９９、・・・、１０４、１０３、１０２の光受信器の出力を選択する。図５では、加算選択器は順に９００、８９９、８９８、・・・、１０３、１０２、１０１の光受信器の出力を選択し、減算選択器は順に１０１、９００、８９９、・・・、１０４、１０３、１０２の光受信器の出力を選択するように組み替えればよい。時間に対してランダムに信号光の光周波数が変化する場合も同様に光受信器の出力を選択するように組み替えればよい。これは図２や図１２に示す複数の光受信器の出力を選択する代わりに、図１３に示す開閉するゲートを選択する構成であっても同様である。
【００６０】
（実施形態２）
図１４は受信器２００の実施形態のコヒーレント検波方式の同期受信部２２０の構成を示すブロック図である。本実施形態においては、同期受信部２２０は、局発光の変調用の信号源２２１、その信号源２２１の出力信号によって発光する局発光の光周波数が変調される局発光源２２２Ｋと２２２Ｇ、局発光源２２２Ｋと２２２Ｇから出力する局発光と光ファイバ４００から受信した信号光とをそれぞれ混合して出力する混合器２２３Ｋと２２３Ｇ、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの出力光を光電変換する際にその２乗検波特性により局発光と信号光のビート成分が発生する光検波器２２４Ｋと２２４Ｇ、光検波器２２４Ｋから出力する電気信号を加算し光検波器２２４Ｋから出力する電気信号を減算する加減算器２２７、加減算器２２７の出力から中間周波数成分を抽出するバンドパスフィルタ２２５、およびそのバンドパスフィルタ２２５の出力信号をコヒーレント包絡線検波するコヒーレント検波器２２６からなる。なお、図では、コヒーレント検波器２２６は包絡線検波器として示しているが、二乗検波器等の同等の検波器であってもよい。局発光源も受信器に内蔵としているが受信器の外にあってもよい。
【００６１】
加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段である混合器２２３Ｋと２２３Ｇと、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記減算同期手段の混合する前記局発光は前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記差分光周波数異なり、
前記加減算手段である加減算器２２７と選択コヒーレント検波手段を有し、選択コヒーレント検波手段は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた出力から前記信号光の光周波数に同期した中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５で選択してコヒーレント検波器２２６でコヒーレント包絡線検波し、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００６２】
図１４の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと光検波器２２４Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋ、加減算器２２７とバンドパスフィルタと包絡線検波器２２６が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００６３】
信号源２２１において、送信器１００の信号源（１３１、１４１）又は波形整形器１５１の出力信号の変化に同期した同期用信号を発生させる。例えば、２値データのときは、信号源（１３１、１４１）又は波形成型器１５１のデータが「１」の場合の出力信号と同様な電気信号を、到着した信号光に同期して出力させる。局発光源２２２Ｇが図２の送信器１００と同様な構成であれば、局発光源２２２Ｇから出力される局発光の光周波数と到着した信号光の光周波数との光周波数差が所定の光周波数差となるように、到着した信号光に同期して出力させる。すると、局発光源２２２Ｇにおいて、直接変調レーザダイオード（１４３，１５２）と同様のチャープ特性を持たせたとき、受信した信号光の光周波数と局発光源２２２Ｇの局発光の光周波数の周波数差が一定となる。よって、光検波器（２２４Ｋ、２２４Ｇ）で、中間周波数が一定の信号光と局発光との間の中間周波数が得られる。加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数が図３に対応するようにするには、例えば２つの局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇの中心周波数を受信対象とする光周波数の差だけずらして設定し、信号源２２１等から同位相で局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇを周波数変調すればよい。局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇの変調する位相が揃っていれば信号源２２１は複数の信号源であってもよいし、単一の出力を分岐器等で分岐した出力を局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇに渡す信号源２２１であってもよい。局発光源の中心周波数を設定するには、例えば、局発光源が直接変調レーザダイオードであればその温度又は印加電流の平均値又は印加電流の振幅を設定することで可能である。
【００６４】
加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数が図５に対応するようにするには、例えば２つの局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇの中心周波数を受信対象とする光周波数を同一とし、信号源２２１等により局発光源２２２Ｋと局発光源２２２Ｇとを位相をずらして周波数変調すればよい。位相をずらすためには、遅延線等（不図示）により信号源２２１と局発光源への経路長を変更すればよい。または単一の局発光を分岐し、分岐した信号光を光検波器２２４Ｋと２２４Ｇとで遅延線等で異なる経路長として、異なる位相で入力させればよい。この場合局発光源から光検波器の経路長を異ならせる代わりに、光分岐器２０２から光検波器２２４Ｋと光検波器２２４Ｇの経路長を異ならせることで同様の効果が得られる。
【００６５】
この光検波器２２４Ｋで生成する中間周波数信号を含む光検波器２２４Ｋからの電気信号及び光検波器２２４Ｋでの中間周波数信号を含む光検波器２２４Ｇからの電気信号をバンドパスフィルタ２２５に通過させると、光検波器２２４Ｋでの信号光に対応する中間周波数信号はそこを通過する。信号光およびそれに伴う局発光のチャープ幅が十分大きい場合、光検波器２２４Ｋでの妨害光と局発光の光周波数差はバンドパスフィルタ２２５を通過する所定の値にほとんどないため、妨害光に対応する中間周波数信号のほとんどが、通過せず除去される。更に、チャープ幅が十分大きくない場合であっても、残留した光検波器２２４Ｋでの妨害光と局発光の中間周波数信号でバンドパスフィルタ２２５を通過する信号と同等の光検波器２２４Ｇでの妨害光と局発光の中間周波数信号でバンドパスフィルタ２２５を通過するのでこの両者は相殺される。
【００６６】
例えば、信号光の光周波数が（ｆ１）→（ｆ２）→（ｆ３）→（ｆ４）→（ｆ５）と変化する場合に、加算同期手段の局発光源２２２Ｋからの局発光の光周波数が（ｆ１＋Δ１）→（ｆ２＋Δ１）→（ｆ３＋Δ１）→（ｆ４＋Δ１）→（ｆ５＋Δ１）、減算同期手段の局発光源２２２Ｇからの局発光の光周波数が（ｆ１＋Δ２）→（ｆ２＋Δ２）→（ｆ３＋Δ２）→（ｆ４＋Δ２）→（ｆ５＋Δ２）とする。ここでｆ１、ｆ２、ｆ３、ｆ４、ｆ５は信号光の変化する光周波数で、矢印はその推移、Δ１は信号光と加算同期手段の局発光源２２２Ｋからの局発光との光周波数の差、Δ２は信号光と減算同期手段の局発光源２２２Ｇからの局発光との光周波数の差で、Δ１とΔ２は伝送する信号光の変調周波数以上離れる。バンドパスフィルタが導通する中心周波数は信号光と加算同期手段の局発光の光周波数差であるΔ１でありその導通周波数幅は信号光の変調周波数以上とする。信号光と加算同期手段の局発光とのビート信号はその中間周波数がΔ１であるためバンドパスフィルタを導通し、コヒーレント検波され受信される。信号光と減算同期手段の局発光とのビート信号は、その中間周波数がΔ２でありバンドパスフィルタで除去される。減算同期手段の局発光と中間周波数がΔ１となる信号光はないので、中間周波数Δ１での出力は零となる。（Δ２−Δ１）をＢとすれば、それぞれが受信対象とする図３〜図５に示すような光周波数の光を受信対象とすることができ、実施形態１と同様の効果が得られる。
【００６７】
なお、以上の説明で本実施形態では、伝送路分散等によって光周波数毎に異なる伝搬遅延を被らない例で提示した。伝送路分散等がある場合は、同期受信部２２０が伝送路分散等による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて信号を生成する信号源２２１を用いるか、混合器２２３入力以前に伝送路分散を補償する分散補償器を送信器１００あるいは受信器２００あるいは伝送路中に具備する（不図示）等の方法で補償する。
【００６８】
また、分散が、波形が広がる方向の分散であり、広がった波形が隣接するビット期間まで広がる場合、データのビット同士が干渉（ＩＳＩ：Ｉｎｔｅｒ Ｓｙｍｂｏｌ Ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅ）する恐れがある。その場合、ＩＳＩを発生しない部分のみを抜き出して、データ信号として取り出すことが望ましい。例えば、信号光の光周波数がビット期間でｆ１からｆ２まで単調増加する場合で、分散により波形が広がり、本来のビット期間内に収まる部分の光周波数が、ｆ１’からｆ２’（ｆ１＜ｆ１’＜ｆ２’＜ｆ２）となるのであれば、局発光を、到着する信号光に同期したビット期間でｆ１’からｆ２’に単調増加する局発光とすれば、隣接ビット期間に漏れ込む成分は検波対象とならないため、ＩＳＩの発生しない部分のみを抜き出すことができる。
【００６９】
なお、加算同期手段の局発光はコヒーレント検波した中間周波数の電気信号がバンドパスフィルタを通過する周波数範囲で同期し、減算同期手段の局発光はコヒーレント検波した中間周波数の電気信号がバンドパスフィルタを通過しない周波数範囲で同期していればよい。減算同期手段の局発光の光周波数は加算同期手段の局発光と一定値の差分周波数だけずれた光周波数として例示しているが、実施形態１と同様であってもよい。例えば、図４や図５に示すように信号光が変化するチャープ幅に含まれる最小の光周波数と最大の光周波数を繋いだ場合に差分周波数だけずれた光周波数の光との中間周波数成分がΔ１となるようにしてもよい。このような設定は特に妨害光の光周波数が、信号光の変化するチャープ幅の最大又は最小の光周波数近傍で受信対象とする光周波数と重なる場合に効果的であるのは同様である。加算同期手段の局発光と減算同期手段の局発光の差分周波数が一定でなくともよい。このときも、加算同期手段の局発光は、受信する光周波数が信号光の光周波数の時間変動と同期するように変化する。減算同期手段の局発光は、減算同期手段による信号光受信による出力の減少を許容する範囲以上に受信する光周波数がそのビット時間に含まれる微小時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間の含まれる他の時間に信号光が送信する光周波数であり、かつ加算同期手段と減算同期手段の局発光同士の中間周波数が受信対象とする中間周波数にならなければよい。加算同期手段と減算同期手段の局発光同士の中間周波数が受信対象とする中間周波数である場合、それが雑音となる。
【００７０】
また望ましくは、減算同期手段の局発光は、減算同期手段による信号光受信による出力の減少を許容する範囲以上に受信対象とする光周波数がその時間における信号光の光周波数を受信対象としない光周波数であり、かつビット時間に含まれる他の微小時間に信号光が送信する光周波数であり、加算同期手段と減算同期手段の局発光同士の中間周波数が受信対象とする中間周波数にならず、かつ同一ビット時間に信号光の当該光周波数である時間だけその光周波数を受信対象とする。これらは以降の局発光を用いる実施形態でも同様である。
【００７１】
また、図１４ではバンドパスフィルタを加減算器２２７と包絡検波器２２６の間に配置しているが、図１６に示すように光検波器２２２Ｋと加減算器２２７及び光検波器２２４Ｇと加減算器２２７の間にそれぞれ設置してもよいし、図１７のように加減算器の前に包絡線検波器２２６をそれぞれ設置してもよい。
【００７２】
図１６及び図１７の場合、加算同期手段からの導通する中間周波数と減算同期手段からの導通する中間周波数信号を独立して設定することができるので、包絡線検波器の検波に関する周波数特性が同等とみなす中間周波数を設定できれば、後述の図２２及び図２６に示す実施形態のように加算同期手段と減算同期手段で同じ局発光を用いることが可能である。なお、同等とみなすとは、検波効率が中間周波数で異なり、加算同期手段側あるいは減算同期手段側の一方の中間周波数で小さく他方の中間周波数で大きい場合は、大きい方のビート信号を発生する信号光強度又は局発強度又はその両方の強度を効率分だけ小さくしてやること等で検波効率及び同符号連続に伴う誤り率増加が加算同期手段と減算同期手段で同等に調整することができればよいことを意味する。
【００７３】
なお、このことは、光検波器でも同様である。即ち、検波効率が光周波数で異なり、加算同期手段側あるいは減算同期手段側の一方の光周波数で小さく他方で大きい場合は、大きい方の光検波器に入力する信号光強度又は局発強度又はその両方の強度を効率分だけ小さくしてやること等で検波効率及び同符号連続に伴う誤り率増加が加算同期手段と減算同期手段で同等に調整することができればよいことを意味する。
【００７４】
図１６に示す受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、前記加減算手段は、前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有する。
【００７５】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００７６】
図１６の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと２２３Ｋと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｇ、加減算器２２７と包絡線検波器２２６が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００７７】
図１７に示す受信器の前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段である混合器２２３Ｋと２２３Ｇと、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加減算手段は、前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有し、
前記加算同期手段は、前記光検波手段が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を前記加算同期手段の有するバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択し、
前記減算手段は、前記光検波手段が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を前記減算同期手段の有するバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択する。
【００７８】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００７９】
図１７の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡線検波器２２６Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋとバンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡線検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００８０】
また、図１４、図１７ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、図１５、図１８に示すように同期検波を採用してもよいし、中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【００８１】
なお、中間周波数は、強い妨害光の場合に、そのベースバンド付近の干渉を除去する観点から、妨害光の変調周波数よりも十分大きい、例えば妨害光の干渉のエンベロープが信号光の強度に比べて十分小さく、バンドパスフィルタでベースバンド付近の干渉を、例えば２０ｄＢ以下となる中間周波数で、かつ光検波器を含む受信器の帯域が現実的な値、例えば１０ＧＨｚ以下となる中間周波数とするのが望ましい。
【００８２】
同期検波の場合は、例えば、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。
【００８３】
図１５の構成では、加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段である混合器２２３Ｋと２２３Ｇと、混合器２２３Ｋと２２３Ｇの混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記減算同期手段の混合する前記局発光は前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記差分光周波数異なり、
前記加減算手段である加減算器２２７と選択コヒーレント検波手段を有し、選択コヒーレント検波手段は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて出力する電気信号に信号源２２１Ｂからの電気信号を乗算手段である乗算器２２８で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出す。
【００８４】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００８５】
図１５の光分波器２０２、信号源２２１と局発光源２２２Ｋと光検波器２２４Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２Ｇと光検波器２２４Ｋ、加減算器２２７と発振器と乗算器が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００８６】
ホモダイン検波の場合は、位相ダイバーシティ型としてもよいし、位相同期ループを具備した同期検波としてもよい。ホモダイン検波を適用した場合は、妨害光の残留分の最大値がヘテロダイン検波の場合の最大値の１／２となる効果もある。
【００８７】
図２２の構成は図１４と同様の効果を、同期受信の対象とする光周波数と局発光との光周波数差に対応する異なる中間周波数を抜き出すバンドパスフィルタ（２２５Ｋ、２２５Ｇ）をもちいることで実現している。
【００８８】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択して包絡線検波器２２６Ｋでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００８９】
図２２の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、バンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡検波器２２６Ｋ、バンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００９０】
図２２ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【００９１】
同期検波の場合は、例えば、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００９２】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数以外の周波数である。
【００９３】
図２３の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、信号源と乗算器、信号源と乗算器、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００９４】
図２４の構成は、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択して包絡線検波器２２６Ｋでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６でコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００９５】
図２４の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、バンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡検波器２２６Ｋ、バンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【００９６】
図２２ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【００９７】
同期検波の場合は、例えば、図２３に示すように、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前期中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【００９８】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数と異なる周波数である。
【００９９】
図２３の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、信号源と乗算器、信号源と乗算器、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１００】
更に、図２２で、包絡線検波器を加算同期手段と減算同期手段で共通として、加減算器２２７に対して後置してもよい。
【０１０１】
この場合、図２４に示すように、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、を有し、
前記加算同期手段の混合する前記局発光と前記減算同期手段の混合する前記局発光は同一であり、前記加算同期手段と前記減算同期手段は中間周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを備え、
前記加減算手段は前記中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタで選択した前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う。
【０１０２】
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１０３】
図２４の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器とバンドパスフィルタ２２５Ｋ、信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器とバンドパスフィルタ２２５Ｇとバンドパスフィルタ２２５Ｇ、加減算器２２７と包絡検波器２２６が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１０４】
図２２ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【０１０５】
同期検波の場合は、例えば、図２３に示すように、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１０６】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数と異なる周波数である。
【０１０７】
図２３の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、信号源と乗算器、信号源と乗算器、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１０８】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｋで選択して包絡線検波器２２６Ｋでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１０９】
図１９〜図２１の信号源２２１と局発光源２２２と混合手段２２３と光検波器２２４と光検波器２２４の出力を分岐する分岐器、バンドパスフィルタ２２５Ｋと包絡検波器２２６Ｋ、バンドパスフィルタ２２５Ｇと包絡検波器２２６Ｇ、加減算器２２７が、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、加減算手段２０５に相当する。
【０１１０】
図１９〜図２１ではコヒーレント検波としてヘテロダイン検波の包絡線検波を前提に構成しているが、同期検波を採用してもよいし、加算同期手段と減算同期手段のいずれか一方を中間周波数を０に近似されるホモダイン検波としてもよい。
【０１１１】
同期検波の場合は、例えば、バンドパスフィルタと包絡線検波器の組み合わせの代わりに、中間周波数信号と位相を同期した電気信号を出力する発振器と発信機から出力した電気信号を中間周波数信号に乗ずるミキサー等の乗算器に置き換えてもよい。このとき、前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、前記信号光と局発光とを混合する混合手段２２３と、前記混合手段２２３の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段２２４と、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波手段を行い、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した同期電気信号を取り出すコヒーレント同期検波する選択コヒーレント検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、前記光検波手段２２４が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタ２２５Ｇで選択して包絡線検波器２２６Ｇでコヒーレント包絡線検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期している。
【０１１２】
加算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数に同期した電気信号であり、減算同期手段が乗算手段で用いる電気信号は信号光と局発光の中間周波数と異なる周波数である。
【０１１３】
図２２〜図２４の構成では、局発光源２２２と光検波器２２４が単一でよいので構成が簡単な効果がある。更に、図２４の構成では、包絡検波器も単一とできるので更に構成が簡単な効果がある。
【０１１４】
実施形態１の同期受信部２１０では、光分波器２１１の分解能や光検波器２１２を構成するフォトダイオード数の限界や選択器２１３の動作速度の限界から、受信対象とする光周波数の変動幅の細かさに限界があるが、本実施形態のコヒーレント検波を用いた同期受信部２２０は、その限界を軽減する効果がある。
【０１１５】
なお、局発光源２２２で発生する局発光の光周波数が、受信した信号光の光周波数と同期せず一定の光周波数の場合でも、実施形態２の受信器２００は使用可能である。この場合は、光検波器２２４Ｋ及び２２４Ｇから出力する中間周波数信号の中間周波数が変化するので、図２２〜図２４に示すように、送信側の光周波数の変化に同期してレベル等が変化する電気信号を発生する信号源２２１Ａからの当該電気信号によって、バンドパスフィルタ２２５の中心周波数を変化させればよい。これにより中間周波数の信号を検出できる。
【０１１６】
ここで、コヒーレント包絡線検波を例に説明したが、コヒーレント同期検波の場合の中間周波数信号に乗ずる電気信号の周波数と位相を送信側の光周波数の変化に同期して変化させればよい。即ち、図１５、図１８、図１９、図２０、図２１、図２３、図２５、図２６では信号源の出力する電気信号を送信側の光周波数の変化に同期して変化させればよい。
【０１１７】
なお、局発光の光周波数が一定の場合について示したが、信号光と局発光の光周波数差の変化に同期してバンドパスフィルタ２２５の通過する中心周波数や信号源２２１Ｂの出力する電気信号の周波数を変化できれば、局発光の周波数が変動してもかまわない。
【０１１８】
即ち、図１４〜図１８及び図２２〜図２４では局発光の光周波数のみが、図１９〜図２１、図２５及び図２６ではコヒーレント検波をする中間周波数の周波数のみを変更した例で示したが、局発光の光周波数変化とコヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期すればよいので、適宜、その変化量を局発光の光周波数の変化とコヒーレント検波対象の中間周波数の変化は割り振ってよい。
【０１１９】
（実施形態３）
本実施形態の送通信システムと実施形態１の光通信システムとが異なる点は、本実施形態の送通信システムが送信器１００側の光周波数変化部１３０の後段に分散器１６０（不図示）を配置し、受信器２００の同期受信部２１０の前段に逆分散器２３０（不図示）を配置した点である。分散器１６０および逆分散器２３０は、伝送中の信号光の時間−光周波数変化の特性を変化させ、光周波数に対する伝搬時間を変化させる。例えば、高周波数ほど遅延の大きくなる分散を付与するときは、１ビット期間に信号光の光周波数が低周波数側から高周波数側に変化する場合、１ビットの信号は時間方向に伸張されることになる。これに対し、いずれかが逆であれば、逆に１ビットの信号は時間方向に短縮されることになる。例えば、高周波数ほど遅延の小さくなる分散を付与するときは、１ビット期間に信号光の光周波数が低周波数側から高周波数側に変化する場合、１ビットの信号は時間方向に短縮されることになる。
【０１２０】
本実施形態によれば、信号光の１ビット期間が時間方向に伸張あるいは短縮されて光ファイバ４００内を伝送されるので、妨害光と信号光の光周波数が干渉する確率が大幅に低減される。また、分散器１６０と光ファイバ４００で付与される分散の総合分散特性と、逆分散器２３０で付与される「分散特性の合計の分散が概ね零になる」ように分散器１６０と逆分散器２３０の分散特性を設定すれば、遅延時間の和が信号光の光周波数によらず一定となるので、送信器１００の信号源１３１の信号の変化と受信器２００の信号源２１４の信号の変化が一致し、受信器２００では送信データＤｉｎに正確に対応した受信データＤｏｕｔを再生することができる。
【０１２１】
受信器２００を、上述の説明したコヒーレント検波方式の同期受信部２２０で構成した場合であっても、信号光と局発光の周波数関係は同様である。このとき、光周波数による遅延時間の和の誤差分は、中間周波数信号を通過させるバンドパスフィルタ２２５の通過周波数以下に収まることが望ましい。２値データの場合で、伝送速度をＢｂｉｔ／ｓとすると、バンドパスフィルタ２２５の通過帯域幅はＢＨｚ以上必要となるが、ホモダインではバンドパスフィルタ（この場合、通常、ＤＣブロックとローパスフィルタの組み合わせ）の通過帯域幅は、０．５ＢＨｚで済む。従って、妨害光の残留成分は、概ね半分となる。
【０１２２】
なお、前記した「分散特性の合計の分散が概ね零になる」とは、ある時刻における信号光の光周波数が同期受信部の検出対象（同期用）周波数の範囲に含まれていることを意味する。図２の同期受信部２１０であれば、ある時刻における信号光の光周波数が、選択器２１３により選択されている光検出器に分波される光周波数であることであり、図１４、図１６、図１７の同期受信部２２０であれば、局発光と信号光の光周波数差である中間周波数の信号成分が、バンドパスフィルタ２２５の通過域に含まれていることである。
【０１２３】
本実施形態は、妨害光の光周波数が時間に対して変化する場合に特に有効である。例えば、妨害光と信号光の時刻ｔにおける光周波数の差が、同期受信部の受信対象（同期用）周波数の幅（図３〜図５のＢに相当）以下である場合に有効となる。このような妨害光としては、信号光と同一シンボルレートの妨害光があり、その妨害光を発生する直接変調レーザダイオードのチャープ特性が信号光を発生する直接変調レーザダイオードのチャープ特性と同一の場合に起こりうる。実施形態１〜２では、このような場合に、妨害光の影響を除去することができなかった。しかし、本実施形態では、逆分散器２３０によって、妨害光の時間に対する光周波数の変調が変化するので、妨害光と信号光の時刻ｔにおける光周波数の差を、同期受信部２１０の受信対象（同期用）周波数の幅（図３〜図５のＢに相当）以上とすることができる。
【０１２４】
また、分散器１６０によって伸張し又は短縮したビット期間は、既存の機器で用いられているような「ビット期間に一致しない」ことが望ましい。例えば、１５５Ｍｂｉｔ／ｓと６２２Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度（シンボルレート）を考えると、１５５Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度の信号光のビットが４倍に伸張する分散を与えてしまうと、６２２Ｍｂｉｔ／ｓの妨害光と偶然一致する可能性が出てくる。逆に、６２２Ｍｂｉｔ／ｓの伝送速度の信号光のビットが１／４倍に短縮する分散を与えてしまうと、１５５Ｍｂｉｔ／ｓの妨害光と偶然一致する可能性が出てくる。このため、分散器１６０によって、既存の機器では用いられていないようなビット期間に伸張又は短縮するような分散を与えることが望ましい。
【０１２５】
ここで、「ビット期間に一致しない」とは、ある時刻における妨害光の光周波数が、同期受信部の検出対象（同期用）周波数に含まれていないことである。図２の同期受信部２１０であれば、選択器２１３により選択されている光検波器に分波される光周波数に含まれていないことであり、図１４及び図１６の同期受信部２２０であれば、局発光と信号光の光周波数差である中間周波数の信号成分が、バンドパスフィルタ２２５の通過域に含まれていないことである。このように、分散量を決定することが望ましい。
【０１２６】
なお、逆分散器２３０により妨害光の実時間波形が拡大する方向に遅延時間を付与する場合、徐々に各シンボル同士が重なり合い、同時に複数の光周波数の妨害光が存在することになり、その極限としては、妨害光として一定の値に近づく恐れがあるため、逆分散器２３０では、妨害光の実時間波形が短縮する方向に遅延時間を付与することが望ましい。
【０１２７】
また、以上では、分散器１６０や逆分散器２３０として、通常の伝送路分散を補償する分散補償器と同様に、光周波数に対する遅延時間が一様に増加するか減少する単調変化の分散や逆分散を前提に説明したが、光周波数に対する遅延時間がランダムに変化する分散を用いることも可能であり、この場合は、信号光と妨害光の光周波数が一致する可能性がより低くなるのでより好ましい。
【０１２８】
また、分散付与の違いを、光周波数領域の符号として用いれば、光符号多重用の符号として用いることも可能となる。この場合、多元接続干渉（ＭＡＩ）は、ある時刻における他符号光の光周波数が、同期受信部の検出対象（同期用）周波数の範囲に含まれていることから発生する。図２の同期受信部２１０であれば、選択器２１３により選択されている光検出器に分波される光周波数に含まれていることであり、図１４及び図１６の同期受信部２２０であれば、局発光と信号光の光周波数差である中間周波数の信号成分が、バンドパスフィルタ２２５の通過帯域に含まれていることである。許容範囲となるＭＡＩに収まるように信号光の光周波数変化や分散を付与する。信号光の光周波数変化の仕方（傾きや変化幅等）と分散器の分散付与の組み合わせにより符号を構成すれば、より符号数が増大する。
【０１２９】
（実施形態４）
本実施形態では、受信した信号光に逆分散を与える逆分散器２３０に代えて、コヒーレント検波型の同期受信部２２０において、局発分散器２２７を配置している。この局発分散器２２７は、信号光と同期して光周波数が変化する局発光源２２２で発生した局発光に対して、その光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する。本実施形態では、送信器１００側の分散器１６０と局発分散器２２７は、光検波器２２４で得られる中間周波数だけずれた光周波数に同じ遅延時間を付与する。このため、信号光と局発光の周波数関係は図１４及び図１６の受信器２００を使用する場合と同様となる。
【０１３０】
従って、局発分散器２２７の分散は、伝送路分散に分散器１６０の分散を加えた分散から、局発分散器２２７の分散を減じた分散特性の合計の分散が概ね零となるようにする。また、実施形態１の送信器１００と組み合わせて、伝送路分散がある場合の分散補償器の代わりに、本局発分散器２２７を用いることも可能である。この場合、伝送路分散から、局発分散手段の分散を減じた分散特性の合計の分散が概ね零となるようにする。なお、本実施形態では、分散器１６０および局発分散器２２７の分散は波形が広がる方向の分散であり、広がった波形が隣接するビット期間まで広がる場合、ＩＳＩが発生するため、波形が狭まる方向に分散を加えることが望ましい。又はＩＳＩを発生しない部分のみを抜き出してデータ信号として取り出すことが望ましい。
【０１３１】
（実施形態５）
以上では送信器１００に分散器１６０を設置し、受信器２００に逆分散器２３０や局発分散器２２７を設置したが、送信器１００に分散器１６０を設置するのみでも、信号光と妨害光の光周波数が偶然一致する可能性の軽減を高めることができる。この場合は、受信器２００において、送信器１００の分散器１６０および光ファイバ４００で分散が付与された遅延時間をもつビットの信号光の光周波数に応じた時間−周波数特性に対応して検出対象（同期用）周波数を変化させてデータを同期受信する同期受信部を使用すればよい。
【０１３２】
従って、同期受信部は、伝送路分散に分散器１６０の分散を加えた分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。また、実施形態１の送信器１００と組み合わせて、伝送路分散がある場合の分散補償器の代わりに、局発分散器２２７を用いることも可能である。この場合、伝送路分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。
【０１３３】
また、実施形態３の受信器に本同期受信部を組み合わせてもよい。この場合、伝送路分散に分散器１６０の分散と逆分散器２３０の分散を加えた分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。更に、実施形態４の受信器に本同期受信部を組み合わせてもよい。この場合、伝送路分散に分散器１６０の分散を加えた分散から、局発分散器２２７の分散を減じた分散による光周波数毎に異なる伝搬遅延を被った後の光周波数変化に応じて同期受信する。これらの実施形態３や実施形態４の受信器に本同期受信部を組み合わせることで、分散補償の不足分や、信号光と局発光の光周波数変化の違いを補償することが可能である。
【０１３４】
なお、本実施形態でも、実施形態４と同様に、波形が広がる方向に分散があるときＩＳＩの恐れがあるので、波形が狭まる方向に分散を加えるか、ＩＳＩを発生しない部分のみを抜き出してデータ信号として取り出すことが望ましい。
【０１３５】
（実施形態６）
本実施形態の受信器２００の構成は図２７から図３４に示すどの構成であってもよい。図２７と図３１を用いて説明する。
【０１３６】
加算同期手段は光検出器と電気の分岐器と半ビットの遅延線（Ｔ／２遅延線）とから構成され、減算同期手段は光検出器と電気の分岐器とから構成される。加減算手段は加減算器とゲートスイッチから構成される。
【０１３７】
加算同期手段は光の半ビットの遅延線（Ｔ／２遅延線）と光検出器２２４Ｋとから構成され、減算同期手段は光検出器２２４Ｇから構成される。加減算手段は加減算器２１３Ｓとゲートスイッチから構成される。図３１の光分岐手段２０２、Ｔ／２遅延線と光検波器２２４Ｋ、光検波器２２４Ｇ、加減算器２１３Ｓ及びゲートが、図１の光分岐手段２０２、加算同期手段２０３及び減算同期手段２０４、図１の加減算手段２０５に相当する。
【０１３８】
本発明に係る受信器の前記加算同期手段は前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間に同期した出力を加減算手段に出力し、前記減算同期手段は前記差分時間に同期した出力を加減算手段に出力している。ここで差分時間、例えば、前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間と前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が前記所定の値と反転した値である時間との時間の差として１／２ビット時間で例示する。この差分時間は例であり、この値に限定されない。また、信号光を除く入力に対する出力が均衡するように出力する時間の積が加算同期手段と減算同期手段で一致するようにすれば１ビット時間の内の複数時間を加算同期手段と減算同期手段で出力してもよい。
【０１３９】
本受信器に入力される信号は、図３５から図３７に示すように、本願の他の実施の形態と異なり、ビット時間を半分に分け、それぞれを複数の異なる強度で変調する。図３５の信号光の場合はデータの値が１の場合に半分のビット時間を出力あり、残り半分を出力なしとし、データの値が０の場合に全ビット時間が出力なしとしている。図３５から図３７では右から時間が始まるとする。データの値が図の右から００１１０１である場合、信号光の強度は半ビットずつみてビットごとに括弧でくくると（００）（００）（１０）（１０（００）（１０）となる。加算側はＴ／２遅延線によって半ビットずれるので、０００００１０１０００１となり、減算側はそのままであるので００００１０１０００１０となる。前者から後者を減ずると０００００１０１０００１となる。ここでゲートスイッチによりビットの後半の値を抜き出すと順に００１１０１となりデータが復元できる。妨害光の場合をビット同期ができており、データの値が図の右から００１１０１である場合で説明する。このとき、ビット全体に信号光が広がっているとする。信号光の強度は半ビットずつみてビットごとに括弧でくくると（００）（００）（１１）（１１）（００）（１１）となる。加算側はＴ／２遅延線によって半ビットずれるので、０００００１１１１００１となり、減算側はそのままであるので００００１１１１００１１となる。前者から後者を減ずると０００−１００１０−１０となる。ここでゲートスイッチによりビットの後半の値を抜き出すと順に００００００となり妨害光が除去できていることが分かる。
【０１４０】
信号光の強度は図３７に示すものであってもよい。この場合はデータの値が１の場合に前半のビット時間に出力あり、残り半分を出力なしとし、データの値が０の場合に後半のビット時間に出力あり、残り半分を出力なしとしている。この信号の場合は、図に示すように、１の値は正の値、０の値は負の値となり、１の値と０の値で信号の出力強度が左側の信号の形式よりも倍大きい効果がある。なおここで、直接検波の例で示したが、ヘテロダイン受信等のコヒーレント受信を適用してもよい。
【０１４１】
本実施形態では強度をビット時間内で変更する信号光を用いたが、強度に加えて加えて、本発明の他の実施形態でビット時間内で光周波数を変化させる信号光を用いて、本実施形態で用いた受信器と本発明の他の実施形態を組み合わせるのが更に望ましい。
【０１４２】
例えば、図３８に示す構成とする。ここで、受信器は図１４と同じ構成である。但し、受信対象とする光周波数は図５に示すものとする。送信器は、図５に示す光周波数を受信するのに用いる複数の局発光と同様のビット時間よりも短い時間だけ時間シフトして２つの光の内のいずれかにより、送信データの値を示す信号光を出力する。このような送信機は、図１４の局発光の生成と同様に、時間差を与えた電気信号で複数の光源を周波数変調するか、変調した信号光を分岐すればよい。そして、例えば、時間シフトなしの光が送信データの「１」の値をしめし、時間シフトありの光が「０」の値を示すとすればよい。信号光とその出力の例を図３９に示す。図３９の１段目は時間に対する信号光の光周波数を、２段目は時間に対する加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数を示す。信号光、加算同期手段、減算同期手段はそれぞれ実線、点線、破線にて示している。３段目は加算同期手段の、４段目は減算同期手段の、５段目は加減算手段のそれぞれの時間に対する出力強度を示している。実施形態２であれば、減算同期手段の出力が零であるため、加減算手段の出力も加算同期手段の出力と等しくなる。本実施例では、減算同期手段の出力も非零の値となるため、１の値と０の値で信号の出力強度が倍となる効果もある。妨害光の場合の例を図４０に示す。図４０の１段目は時間に対する妨害光の光周波数を、２段目は時間に対する加算同期手段と減算同期手段の受信対象とする光周波数を示す。妨害光、加算同期手段、減算同期手段はそれぞれ実線、点線、破線にて示している。３段目は加算同期手段の、４段目は減算同期手段の、５段目は加減算手段のそれぞれの時間に対する出力強度を示している。図に示すように、各ビット毎の加算同期手段と減算同期手段の出力が同一であり、相殺するために妨害光の影響が除去できることがわかる。なお、本実施形態では示していないが、上述の実施形態と同様に光周波数毎に遅延時間を付与及び除去する構成を追加してもよい。
【符号の説明】
【０１４３】
１０：光通信システム
１００：送信器
１１０：光源
１２０：強度変調器
１３０：光周波数変化部
１３１：信号源
１３２：周波数変調器
１４０、１５０：光周波数変化部
１４１：信号源
１４２：混合器
１４３、１５２：直接変調レーザダイオード
１５１：波形整形器
２００：受信器
２０２：光分岐手段
２０３：加算同期手段
２０４：減算同期手段
２０５：加減算手段
２１１：光分波器
２１２：光検波器
２１３、２１３Ｋ、２１３Ｇ：加算選択器
２１３Ｓ：加減算器
２１４：信号源
２２０：同期受信部
２２１、２２１Ａ、２２１Ｂ：信号源
２２２、２２２Ｋ、２２２Ｇ：局発光源
２２３、２２３Ｋ、２２３Ｇ：混合器
２２４、２２４Ｋ、２２４Ｇ：光検波器
２２５、２２５Ｋ、２２５Ｇ：バンドパスフィルタ
２２６、２２６Ｋ、２２６Ｇ：コヒーレント検波器
２２７：加減算器
３００：光カプラ
４００：光ファイバ
５００：不適合器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を、前記信号光の光周波数又は強度の変化の少なくとも一方で同期受信する加算同期手段と、
前記信号光を、前記信号光の光周波数と所定の光周波数差をもつ差分光周波数又は前記信号光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差をもつ差分時間の少なくとも一方で同期受信する減算同期手段と、
前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて、前記信号光に含まれるデータを取得する加減算手段と、
を備える受信器。
【請求項２】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、
前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、
前記光検波手段が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、
前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加減算手段は、
前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた出力から前記信号光の光周波数に同期した中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う選択コヒーレント検波手段を有しており、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項４】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、
前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加減算手段は、
前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有し、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項５】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波手段と、
前記光分波手段で分波した光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、
前記光周波数に応じた電気信号を選択する選択手段と、を有し、
前記光検波手段は前記分波手段で分波した光をそれぞれ光検波して電気信号を出力する光検波手段であり、前記選択手段は前記光検波手段が出力する出力電気信号の中から１の前記電気信号を受信対象として選択する選択手段である、又は前記選択手段は前記光分波手段が出力する光の中から１の前記光を受信対象として選択する手段であり、
前記加算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号又は光は前記信号光の光周波数に同期しており、
前記減算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号は前記差分光周波数に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項６】
前記加算同期手段は前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間に同期した出力を加減算手段に出力し、
前記減算同期手段は前記差分時間に時間に同期した出力を加減算手段に出力していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の受信器と、
光周波数又は強度の少なくとも一方がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を送信する送信器と、
を備える光通信システム。
【請求項８】
前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、
前記受信器は、前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で光周波数に応じて異なる遅延時間を付与された前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する逆分散手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項９】
前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、
請求項２から４のいずれかに記載の受信器は、前記局発光の光周波数に応じて異なる遅延時間を前記局発光に付与することで前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する局発分散手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項１】
光周波数又は強度がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を、前記信号光の光周波数又は強度の変化の少なくとも一方で同期受信する加算同期手段と、
前記信号光を、前記信号光の光周波数と所定の光周波数差をもつ差分光周波数又は前記信号光の強度が所定の強度となる時間と所定の時間差をもつ差分時間の少なくとも一方で同期受信する減算同期手段と、
前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて、前記信号光に含まれるデータを取得する加減算手段と、
を備える受信器。
【請求項２】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、
前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、
前記光検波手段が出力する電気信号から中間周波数信号を選択してコヒーレント検波する選択コヒーレント検波手段と、を有し、
前記加算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行い、
前記減算同期手段の有する前記選択コヒーレント検波手段は、
前記光検波手段が出力する電気信号から前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記光検波手段が出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記差分光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行い、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項３】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、
前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加減算手段は、
前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じた出力から前記信号光の光周波数に同期した中間周波数信号をバンドパスフィルタで選択して包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う、又は前記加算同期手段の出力から前記減算同期手段の出力を減じて出力する電気信号に信号源からの電気信号を乗算手段で乗じて前記信号光の光周波数に同期した前記中間周波数信号を取り出すコヒーレント同期検波を行う選択コヒーレント検波手段を有しており、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項４】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光と局発光とを混合する混合手段と、
前記混合手段の混合した混合光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、を有し、
前記加減算手段は、
前記加算同期手段側と前記減算同期手段側とで中心周波数が互いに異なるバンドパスフィルタを持ち、前記バンドパスフィルタを経由した前記加算同期手段の出力から前記バンドパスフィルタを経由した前記減算同期手段の出力を減じた中間周波数信号を包絡線検波器でコヒーレント包絡線検波を行う選択コヒーレント検波手段を有し、
前記局発光の光周波数変化と前記選択コヒーレント検波手段の選択する中間周波数信号の周波数変化の和が信号光の時間変化に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項５】
前記加算同期手段及び前記減算同期手段は、
前記信号光を光周波数に応じて分波する光分波手段と、
前記光分波手段で分波した光を光検波して電気信号を出力する光検波手段と、
前記光周波数に応じた電気信号を選択する選択手段と、を有し、
前記光検波手段は前記分波手段で分波した光をそれぞれ光検波して電気信号を出力する光検波手段であり、前記選択手段は前記光検波手段が出力する出力電気信号の中から１の前記電気信号を受信対象として選択する選択手段である、又は前記選択手段は前記光分波手段が出力する光の中から１の前記光を受信対象として選択する手段であり、
前記加算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号又は光は前記信号光の光周波数に同期しており、
前記減算同期手段の有する前記選択手段の受信対象とする電気信号は前記差分光周波数に同期していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項６】
前記加算同期手段は前記１シンボル期間中で前記信号光の強度が所定の値である時間に同期した出力を加減算手段に出力し、
前記減算同期手段は前記差分時間に時間に同期した出力を加減算手段に出力していることを特徴とする請求項１に記載の受信器。
【請求項７】
請求項１から６のいずれかに記載の受信器と、
光周波数又は強度の少なくとも一方がデータの少なくとも１シンボル期間中で変化する信号光を送信する送信器と、
を備える光通信システム。
【請求項８】
前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、
前記受信器は、前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で光周波数に応じて異なる遅延時間を付与された前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する逆分散手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【請求項９】
前記送信器は、前記信号光に対して前記信号光の光周波数に応じて異なる遅延時間を付与する分散手段を有し、
請求項２から４のいずれかに記載の受信器は、前記局発光の光周波数に応じて異なる遅延時間を前記局発光に付与することで前記信号光を前記分散手段及び前記送信機と前記受信器を接続する伝送路で与えられた遅延時間を解消する局発分散手段をさらに備えることを特徴とする請求項７に記載の光通信システム。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【図３０】
【図３１】
【図３２】
【図３３】
【図３４】
【図３５】
【図３６】
【図３７】
【図３８】
【図３９】
【図４０】
【図４１】
【図４２】
【公開番号】特開２０１２−２４４４７８（Ｐ２０１２−２４４４７８Ａ）
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１１３６９１（Ｐ２０１１−１１３６９１）
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１２月１０日（２０１２．１２．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年５月２０日（２０１１．５．２０）
【出願人】（０００００４２２６）日本電信電話株式会社 (13,992)
【Ｆターム（参考）】
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