光碼分多路復用傳輸方法和光碼分多路復用傳輸裝置的製作方法

2023-11-02 23:41:52 1

專利名稱：光碼分多路復用傳輸方法和光碼分多路復用傳輸裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及在光碼分多路傳輸中，對光脈衝信號進行編碼和解碼的方法，及用於實現該方法的裝置。
背景技術：
近年來，由於網絡的普及等，通信的需求正在迅速增大。與此相應，正在配備使用光纖等的、高速大容量的網絡。為了構築這種高速大容量的光網絡，波分多路復用(WDMWavelength DivisionMultiplexing)傳輸方法是必不可少的。特別是，使分配在信道間的光傳播波的波長間隔變窄，在波長軸上，高密度地進行波長復用即高密度WDM(DWDMDense Wavelength Division Multiplexing)的方法倍受矚目。
但是，由於在實現這種方法的DWDM系統中，能夠使用的光傳播波的波長頻域寬度有限，因此在DWDM系統的多路復用密度上存在限度。之所以光傳播波的波長頻域寬度受限，是因為如果作為發生光傳播波的光源之半導體雷射器的諧振頻率受限，則作為傳輸通路的光纖的可傳輸的頻帶寬度也受限。在縮小了分配在信道間的光傳播波的波長間隔的情況下，成為起因於相鄰信道間的光譜重疊(有時也稱為「串擾」)而傳送的光脈衝信號惡化的問題。
作為解決上述問題的手段，利用光碼分多路復用(OCDMOpticalCode Division Multiplexing)執行的傳輸倍受矚目。所謂利用OCDM執行的傳輸是使用以下手段的傳輸是並列地產生多信道的光脈衝信號(對光脈衝串進行光調製後，將電脈衝信號轉換為光脈衝信號的信號)，並利用每個信道不同的碼對其進行調製(編碼)，在接收端，以與在發送端進行編碼時使用的碼相同的碼來執行解碼，恢復(解碼)出原始的並列光信號。該方法可以與利用已有的WDM或DWDM的傳輸系統並用。
根據利用了OCDM的傳輸，能夠使得多數信道的光脈衝信號在同一波長下同時傳輸。利用OCDM的傳輸方法，由於是在發送端和接收端都將相同的碼用作密鑰(有時將編碼器和解碼器內設置的碼稱為密鑰)的方法，因此，傳輸中的安全性高也是優點。
按照使用OCDM的傳輸方法，與利用已有的光時分多路復用(OTDMOptical Time Division Multiplexing)或利用WDM的傳輸方式相比，使用由單純結構部件構成的裝置，能夠構築複雜且靈活的網絡。
作為OCDM編碼的手段，我們知道以光相位用作碼的相位編碼方式OCDM。具體而言，在編碼器以及解碼器中，使用超結構化光纖布拉格光柵(SSFBGSuperstructured Fiber Bragg Grating)。利用OCDM的傳輸，如上所述，在發送端和接收端，將相同的碼用作密鑰，但是作為構成編碼器或解碼器的SSFBG的工作特性的布拉格反射特性(以後有時稱為「工作特性」)隨其周圍溫度等條件而發生變化。在將SSFBF設置在編碼器或解碼器上時，執行設置，以便使構成編碼器或解碼器的SSFBG的操作特性成為相同的，這一點在現實中很難。
由此，需要以在構成發送端的編碼器的SSFBG和構成接收端的解碼器的SSFBG的操作特性經常保持相同的方式，來隨時調整構成編碼器或解碼器的SSFGB的至少任何一方的操作特性。以後，在操作特性統一時，有時也表現為構成發送端的編碼器之SSFBG和構成接收端的解碼器的SSFBG的操作特性經常保持相同。
在利用相位編碼方式OCDM的傳輸中，如果構成發送端編碼器之SSFBG的工作波長和構成接收端解碼器的SSFBG的工作波長有幾十pm以上的不同，則在接收端，解碼不會順利。即，為了使構成發送端編碼器的SSFBG的工作波長和構成接收端解碼器的SSFBG的布拉格波長之差不足幾十pm，必須隨時進行調整。
儘管將SSFGB用於編碼器和解碼器的相位編碼方式OCDM例如是由P.Petropoulos予以公開的，但是，其中並沒有公開對於為了使構成發送端編碼器的SSFBG的工作波長和構成接收端解碼器的SSFBG的布拉格波長的差不足幾十pm而進行調整的方法(請參見非專利文獻1)。
(非專利文獻1)P.Petropoulos等，「Demonstration of a 64-chip OCDMA SystemUsing Superstructured Fiber Gratings and Time-Gating Detecting」，IEEE Photon ics Technology，Vol.13，No.11，2001年11月，第1239-1241頁。

發明內容
編碼器或解碼器的工作波長，曾經是在將編碼器或解碼器設置到裝置內時，以偏移的狀態分別將SSFBG設置在編碼器或解碼器內的。在收發信的操作中，編碼器或解碼器受到周圍溫度等的環境變化的影響，其工作波長發生變化。
因此，本發明的目的在於，提供一種用於既便在這種情況下，也能對兩者的工作波長經常統一的方法，及實現該方法的裝置。
為實現上述目的，根據本發明的光碼分多路復用傳輸方法，在包含以下兩個步驟的光碼分多路復用傳輸方法中，具有以下所示的相位調整步驟。其中，所述兩個步驟是在發送端，使用具有第1 SSFBG而構成的編碼器來執行編碼的步驟；以及，在接收端，使用具有與第1 SSFBG相反相位結構(超結構superstructure)的第2 SSFBG而構成的解碼器執行解碼的步驟。
在編碼步驟中，利用起因於第1 SSFBG的超結構之布拉格反射特性(工作特性)來執行編碼，在解碼步驟中，利用起因於第1 SSFBG的超結構之布拉格反射特性(工作特性)來執行解碼。
相位調整步驟，是以測量從第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口(ァィ開口)的大小，並使該EYE開口的大小最大的方式，來調整第2 SSBFG的工作波長的步驟。
編碼器和解碼器分別處於接收端和發送端中，如果這些部件的周圍溫度等條件完全相同，則由編碼器編碼後的信號作為與利用解碼器執行解碼前的信號相同的信號，被無失真地解碼出。即，在這種情況下，如果測量從作為解碼器的第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口的大小，則EYE開口的大小變為最大。
細節將在後面進行說明，由於EYE開口顯示的是載有信號的光脈衝的自相關的程度，在無失真地對載有信號的光脈衝進行解碼的情況下，EYE開口的大小為最大。即，載有信號的光脈衝的形狀的失真越小，其自相關程度越高，光脈衝的自相關程度越高，則EYE開口的大小變得越大。例如能夠使用相關波形監視器等來測量EYE開口。
另一方面，編碼器和解碼器分別在接收端和發送端上，如果它們的周圍溫度等條件不同，則由編碼器編碼後的信號沒有作為與利用解碼器執行解碼前的信號相同的信號被解碼出。即，解碼後的光脈衝發生了失真。這種情況下，如果利用相關模型監視器來測量從作為解碼器的第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口的大小，則與上述情況那樣的、光脈衝形狀無失真地被解碼的情況相比，EYE開口的大小變小。
因此，如果以該EYE開口的大小變為最大的方式來調整第2SSFBG的工作波長，則由編碼器編碼後的信號作為與利用解碼器執行解碼前的信號相同的信號被無失真地解碼出，可以以最佳狀態來執行光碼分多路復用傳輸。
上述相位調整步驟，最好含有以下步驟而構成。
即，步驟S1獲取反映從構成解碼器的第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小的第1數據。
步驟S2將第2 SSFBG的工作波長移動到短波長一端。
步驟S3獲取反映從第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小的第2數據。
步驟S4比較第1數據和第2數據。
步驟S5如果對應於第1數據的EYE開口的大小小於或等於對應於第2數據的EYE開口的大小，則返回步驟S2、如果對應於第1數據的EYE開口的大小大於對應於第2數據的EYE開口的大小，則將第2 SSFBG的工作波長移動到長波長一端。
步驟S6獲取反映從第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小的第3數據。
步驟S7比較第1數據和第3數據。
步驟S8如果對應於第1數據的EYE開口的大小大於或等於對應於第3數據的EYE開口的大小，則返回步驟S5、如果對應於第1數據的EYE開口的大小小於對應於第3數據的EYE開口的大小，則改換第3數據和第1數據，返回步驟S2。
通過上述步驟S1到步驟S8中的、對第1數據和第2數據進行比較、對第1數據和第3數據進行比較的步驟，能夠將從第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口的大小經常保持為最大。
這裡，最好這樣構成將步驟S2作為將第2 SSFBG的布拉格反射波長移動為長波長一端的步驟，且，將步驟S5作為將第2 SSFBG的布拉格反射波長移動為短波長一端的步驟。也可以以步驟S2和步驟S5為上述任意一種的組合，來構成相位調整步驟，從而得到相同的效果。即，是否將步驟S2和步驟S5作為上述的任一種組合來它構成相位調節步驟，只不過是設計的事項，即使作為任一種結構，作為本發明來說都具有相同的效果。因此，在以下說明中，將限定在將步驟S2作為將第2 SSFBG的布拉格反射波長移動為長波長一端的步驟，且，將步驟S5作為將第2 SSFBG的布拉格反射波長移動到短波長一端的步驟來構成的情況。
通過使固定第2 SSFBG的固定部的間隔變窄來縮短第2 SSFBG的晶格間距，從而能夠實現在上述步驟S2中執行的第2 SSFBG的布拉格反射波長向短波長一端的移動。另一方面，通過使固定第2 SSFBG的固定部的間隔變寬來加長第2 SSFBG的晶格間距，從而能夠實現在上述步驟S5中執行的向第2 SSFBG的布拉格反射波長的長波長一端的移動。
還有，通過降低第2 SSFBG的溫度來縮短第2 SSFBG的實際的晶格間距，從而能夠實現在上述步驟S2中執行的向第2 SSFBG的布拉格反射波長的短波長一端的移動。通過升高第2 SSFBG的溫度來加長第2 SSFBG的實際的晶格間距，從而能夠實現在上述步驟S5中執行的向第2 SSFBG的布拉格反射波長的長波長一端的移動。
在為了實現上述光碼分多路復用傳輸方法的最佳的光碼分多路復用傳輸裝置的結構例中，在發送端具有含有第1 SSFBG而構成的編碼器，在接收端具有包含與第1 SSFGB相反的相位構造(超結構)的第2 SSFGB而構成的解碼器、波長控制部以及相關波形監視器，該解碼器具有第2 SSFBG、基板、第1固定部、第2固定部、以及可動控制部。於是，第2 SSFBG被固定在第1固定部和第2固定部上，可動控制部，通過在第1固定部上安裝可動部，並以該可動部為媒介而安裝在基板上來構成。以將從第2 SSFBG輸出的與光脈衝的EYE開口的大小有關的數據，從相關波形監視器提供給波長控制部的方式，來進行連接，並以將對固定第2 SSFBG的固定部的間隔進行調整的信號從波長控制部提供給可動控制部的方式來進行連接。
在為了實現上述光碼分多路復用傳輸方法的最佳的光碼分多路復用傳輸裝置的另一個例子中，在發送端具有含有第1 SSFBG而構成的編碼器，在接收端具有包含與第1 SSFGB相反的相位構造(超結構)的第2 SSFGB而構成的解碼器、波長控制部以及相關波形監視器。該解碼器具有第2 SSFBG、基板以及溫度控制部。溫度控制部，具有熱模塊、溫度傳感器以及溫度控制器，第2 SSFBG緊貼在基板上。由此，第2 SSFBG的溫度能夠與基板溫度基本相等，第2 SSFBG的溫度的調整，可通過調整基板的溫度來執行。相關波形監視器和波長控制部相連，並將有關EYE開口大小的數據從相關波形監視器傳送到波長控制部。溫度傳感器和溫度控制器相連，並將有關基板溫度的數據傳送到溫度控制器。波長控制部和熱模塊通過溫度控制器相連，並以電信號的形式，從波長控制部向溫度控制器輸出是擴大還是縮小EYE開口的大小的指示；溫度控制器能以該信號為基準，將用於升溫或降溫的電力提供給熱模塊。
根據上述的、具有可動控制部或溫度控制部分而構成的光碼分多路復用傳輸裝置，在相關波形監視器以及波長控制部和可動控制部分，或者是相關波形監視器以及波長控制部和溫度控制部中，能夠實施上述步驟S1到步驟S8。


圖1是使用15比特的M系列的編碼串製作的SSFBG的結構圖。
圖2是第1實施例的光碼分多路復用傳輸裝置的方框結構圖。
圖3是具有可動控制部的解碼器的簡圖。
圖4是顯示相對於本發明第1實施例的解碼器之可動部50的移動量ΔL、其布拉格反射波長的變化Δλ的曲線圖。
圖5圖示了光脈衝串的EYE開口圖形。
圖6是相位調整步驟的流程圖。
圖7是供說明相位調整步驟中的EYE開口之大小的變化樣子所用的圖。
圖8是第2實施例的光碼分多路復用傳輸裝置的方框結構圖。
圖9是具有熱模塊和溫度傳感器的解碼器的簡圖。
圖10是顯示相對於構成本發明第2實施例之解碼器的第2SSFBG的溫度T、其布拉格反射波長的變化Δλ的曲線圖。
具體實施例方式
以下，將參照附圖，來說明本發明的實施方式。各圖顯示了本發明的一個構成例，本發明只不過是以能夠理解的程度，簡要地顯示各構成要素的剖面形狀或配置關係等，本發明並不限制於圖示的例子。在以下的說明中，有時會使用特定的材料和條件等，但是，這些材料和條件只不過是較佳例子中的一個，因此，本發明並沒有限制於這些例子中的任何一個。在各圖中，相同的構成要素，賦予顯示相同的編號，還可以省略對其的重複說明。
在以下所示的圖中，用粗線顯示光纖等的光信號之通路，用細線顯示電信號的通路。這些粗線和細線上所付的編號，除了指示通路外，還意味著在各個通路中傳播的光信號或電信號。
SSFBG
參見圖1，對光脈衝信號的相位信息的編碼中使用的SSFBG的結構進行說明。SSFBG，具有將SSFBG形成部8固定於光纖6上的結構。
圖1是一張圖，簡要顯示了用於構成使用15比特的M序列的碼串製造出的編碼器或解碼器之SSFBG的結構。圖1中，構成SSFBG形成部8的部分，是將A到P所示的構成單位串聯配置在一條光纖上而構成的。A到P所示的構成單位，是其所有長度相等，且具有相同衍射晶格間隔(具有相同的布拉格反射波長)的光纖光柵。以後，設將這些一個一個的構成單位稱為單位光纖光柵(單位FBG)。即，A到P所示的單位FBG全部長度相等，且在拉格反射長度相等。
SSFBG形成部8是串聯連接多個單位FBG而構成的，但也可緊貼在相鄰的單位FBG之間來配置，或是在相鄰的單位FBG之間，空出與光傳播波的相位的π/2相當的間隔而進行配置。這裡，所謂相當於π/2相位的間隔，是當以光傳播波的波長為λ時，相當於λ/4的間隔。如此，有時也將通過包含在緊貼在相鄰的單位FBG之間而配置的部分、以及在相鄰的單位FBG之間空出相當於π/2相位的間隔而配置的部分而構成的SSFBG，叫做具有多點相移結構的SSFBG。對於在哪個位置設置相當於π/2相位的間隔，以及是否設置在單位FBG之間，將在後面進行說明。
如圖1所示，SSFBG由於合併具有持有周期Λ的有效折射率的周期構造的單位FBG，以及包含以單位FBG為構成單位所具有的相當於相位π/2的間隔之周期構造，因此，假設將SSFBG作為整體所具有的有效折射率的周期構造稱為超結構、或SSFBG的相位結構。
如果單位FBG被非隙間配置，則反射滿足λ＝2nΛ的關係之波長的光。即，其反射光譜具有一個極大值λ，並成為對稱於該極大值的吊鐘型的形狀。另一方面，如果在相鄰的單位FBG之間的間隔的各處，空出了相當於相位π/2的間隔而進行配置，則從這種結構的SSFBG來的反射光譜的形狀，變為具有與上述吊鐘型的形狀不同的複雜的結構。
因此，如果，如圖1所示，按照一定的規則，即，使相鄰的緊貼配置的單位FBG之間相隔相當於相位π/2的間隔地進行配置而構成SSFBG，則SSFBG成為具有與該規則相對應的固有的反射特性(反射光譜)之反射器。
如果使光脈衝入射到該反射器上，則接受由具有對應於上述規則的固有反射特性的SSFBG的相位結構導致的調製。將以這種方式利用SSFBG對輸入光脈衝的形狀進行調製稱為編碼。如果通過利用電脈衝信號對光脈衝在時間軸上等間距排列的光脈衝串進行調製後得到的光脈衝信號與上述光脈衝同樣地入射到SSFBG上，則受到源於具有遵循上述規則的固有反射特性的SSFBG的相位結構的調製。即，對光脈衝信號進行編碼。
如上所述，編碼後的光脈衝信號，如果是從與執行編碼時入出射到SSFBG上之方向相反的方向入出射到具有與編碼時相同的相位結構之SSFBG上，則將再現編碼前的光脈衝信號。如果是使執行編碼時的光脈衝信號從配置了圖1所示的SSFGB的由A所示的單位FBG一側入出射，從而執行編碼的情況下，則，如果使編碼的光脈衝信號從配置了圖1所示的SSFGB的由P所示的單位FBG一側入出射，就能夠進行解碼。
在本發明的實施例中，為了構成具有多點相移結構的SSFBG的相位結構(超結構)，規定將M序列碼用作成為其構成基礎之代碼。
作為一個例子，使用以下所示的15的M序列的碼串，來說明構成使用編碼器或解碼器的SSFBG之方法。這裡，假定，作為15比特的M序列的碼串，採用以下的代碼序列。
15比特的代碼串0，0，0，1，1，1，1，0，1，0，1，1，0，0，1在將該代碼串轉換為雙極性碼後，變為以下情況15比特雙極性碼1，1，1，-1，-1，-1，-1，1，-1，1，-1，-1，1，1，-1在將該雙極性碼轉換為相位碼後，變為以下情況15比特相位碼0，0，0，π，π，π，π，0，π，0，π，π，0，0，π在以該15比特相位碼為基礎，求得SSFBG的相移(插入相當於相位π/2的間隔之部分)配置後，變為以下情況相移部的配置0，0，π/2，0，0，0，π/2，π/2，π/2，π/2，0，π/2，0，π/2但是作為顯示上述相移部的配置的例子，由14項並列排列的0和π/2構成的數列的意義，對應於該數列的第1項到第14項，這就意味著如果是以下情況，也是可以的第1項，設作為單位FBG的A和B的界限的相移量為0，第2項，設作為單位FBG的B和C的界限的相移量為0，第3項，設作為單位FBG的C和D的界限的相移量為π/2，第4項，設作為單位FBG的D和E的界限的相移量為0，第5項，設作為單位FBG的E和F的界限的相移量為0，第6項，設作為單位FBG的F和G的界限的相移量為0，第7項，設作為單位FBG的G和H的界限的相移量為π/2，第8項，設作為單位FBG的H和I的界限的相移量為π/2，第9項，設作為單位FBG的I和K的界限的相移量為π/2，第10項，設作為單位FBG的K和L的界限的相移量為π/2，第11項，設作為單位FBG的L和M的界限的相移量為0，第12項，設作為單位FBG的M和N的界限的相移量為π/2，第13項，設作為單位FBG的N和O的界限的相移量為0，第14項，設作為單位FBG的O和P的界限的相移量為π/2。
如以上說明所述，在構成反映上述15比特的M序列的碼串之SSFBG中，如圖1所示，也可以配置15個單位FBG。
第1實施例
參見圖2所示的方框結構圖，合併說明作為本發明第1實施例的光碼分多路復用傳輸方法以及光碼分多路復用傳輸裝置的結構及其各部的功能。
光碼分多路復用傳輸裝置具有發送部10和接收部40，它們分別通過傳輸通路42被連接而構成。通過該光碼分多路復用傳輸裝置傳輸的信號，是光脈衝信號，光脈衝信號是將載有應傳輸信息的2值數字電脈衝信號(該信號是將「0」或「1」的2值數位訊號值反映為電壓高低的脈衝信號)進行光電轉換所得到的信號。
發送部10具有光脈衝串產生器12、調製信號產生器14、光調整器16、第1環形器18以及編碼器20而被構成。脈衝串產生器12產生光脈衝串13。調製信號產生器14將應當傳輸的信號作為2值數字電脈衝信號15而提供給光調製器16。
從光調製器16輸出的應當傳輸的光脈衝信號17，通過第1光環形器18而入射到編碼器20。從編碼器20，將編碼後的光脈衝信號再次通過第1光環形器18而送到傳輸通路42上。通過第1光環形器18傳送到傳送通路42的光脈衝信號19，在傳輸通路上傳播，並被送到接收部40。
接收部40具有第2光環形器22、解碼器24、光耦合器26、光電轉換器28、相關波形監視器30和波長控制部32而被構成。光電轉換器28將光脈衝信號轉換為電脈衝信號36。相關波形監視器30測量光脈衝信號29的自相關度(EYE開口的大小)。波長控制部32接受來自於相關波形監視器30的輸出31，並將控制信號33提供給可動控制部34。來自相關波形監視器30的輸出31是反映光脈衝信號29的自相關度(EYE開口的大小)的電信號。
在傳輸通路42上傳播而被傳送的光脈衝信號21，通過第2光環形器22而入射到解碼器24，從而被解碼。解碼後的光脈衝信號再次通過第2光環形器22入射到光耦合器26上，被分離為光脈衝信號27和光脈衝信號。光脈衝信號27通過光電轉換器28而被還原為電脈衝信號36。即，作為應傳輸信息的2值數字電脈衝信號15，在接收部40中，被還原為2值數字電脈衝信號36，從而被接收。
構成編碼器20的第1 SSFBG和構成解碼器24的第2 SSFBG具有相同的相位結構，且兩者，即第1 SSFBG和第2 SSFBG的相位結構是按照相反關係設定的。即，構成編碼器20的第1 SSFBG和構成解碼器24的第2 SSFBG是按照以下方式來設定的如圖1所示，在單位FBG是按照ABCDEFGHIKLMNOP的順序排列而構成的情況下，如果構成編碼器20的第1 SSFBG的輸入輸出端被假定是作為配置了由A所示的單位FBG的一側，則構成解碼器24的第2 SSFBG的輸入輸出端就成為是作為配置了由P所示的單位FBG的一側。
這裡，假定由於周圍溫度等任何原因，而使構成編碼器20和解碼器24的第1 SSFBG和第2 SSFBG的相位結構間產生不同的情況。在這種情況下，必須要調整構成解碼器24的第2 SSFBG的相位結構，使之等於構成編碼器20的第1 SSFBG的相位結構。
參見圖3，將協同能夠實現上述調整的、具有可動控制部的解碼器的結構及其各部的功能進行說明。圖3是具有可動控制部的解碼器的簡圖。用於使構成編碼器20和解碼器24的第1 SSFBG和第2SSFBG的相位金額構相等的調整，可以由編碼器20來執行，也可以由解碼器24來執行，原理上能夠起到相同的效果。即，可以對構成編碼器20的第1 SSFBG來執行上述相位結構的調整，或者也可以對構成解碼器24的第2 SSFBG來執行上述相位結構的調整，由於這只不過是光碼分多路復用傳輸裝置的設計事項，因此，在本發明的實施例中，將採用對構成解碼器24的第2 SSFBG執行的結構。
在將圖3所示的解碼器24安裝在圖2所示的光碼分多路復用傳輸裝置內的情況下，既可以將連接第2光環形器22的一側作為圖3中R所示的一側，也可以作為圖3中S所示的一側。但是，在將連接第2光環形器22的一側作為圖3中R所示的一側的情況下，與圖3所示的解碼器相同結構的編碼器20和第1光環形器18的連接，必須使S所示的一側成為與第1光環形18的連接側。
當然，在圖2中S所示的一側和第2光環形器22連接的情況下，必須使得與圖3所示的解碼器相同結構的編碼器的R所示一側為與第1光環形器18相連的一側。
解碼器24，是用粘接固定劑46a和46b將含有SSFBG形成部54的第2SSFBG 44固定在第1固定部48a和第2固定部48b上從而構成的。第1固定部48a通過可動部50被固定在基板52上，第2固定部48b被直接固定在基板52上。將可動部設置在第1固定部48a一側，還是設置在第2固定部48b一側，只不過是設計的事項，可以將其設置在任何一側。以後，代替表示為第1固定部48a和第2固定部48b，為了簡單而統一兩者，也可省略表示為固定部48a和48b。
在以解碼器24為圖3所示結構的情況下，可動控制部34相當於虛線四邊形所包圍的部分。
可動部50具有精密單軸臺(stage)和驅動精密單軸臺的測微計的步進馬達而被構成。以在圖3的左右方向上可動的方式設定精密單軸臺。根據這種結構，通過基於來自波長控制部32的控制信號33，運轉步進馬達，從而驅動測微計，並滑動精密單軸臺，能夠改變固定部間隔L。
在將固定部48a和48b固定在基板52上的情況下，是在對第2SSFBG 44施加了張力的情況下進行固定的。即，可動部50為處於動作基準點(動作量為0的點)的狀態，成為張力作用於第2 SSFBG 44的狀態。通過設置為這種狀態，能夠以可動部的工作基準點為中心，將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長調整到短波長一側，也可以調整到長波長一側。
對於用於固定固定部48a及48b與第2 SSFBG 44的粘接固定劑46a和46b，除了環氧(epoxy)類、丙烯(acryl)類等粘接劑外，還能夠使用央頭(ハンダ)和玻璃粉等。在本發明的實施例中，使用的是Summers Optical(サマ-ズォプティカル)公司的VTC-2。
圖2所示的光碼分多路復用傳輸裝置的編碼器20，能夠用與圖3所示的解碼器24相同的結構來實現。在作為編碼器而構成的情況下，不必設置可動控制部34。即，也可以將固定部48a直接固定在基板52上來構成。
在將第2 SSFBG 44固定在第1固定部48a和第2固定部48b上的情況下，也可以如圖3所示直接進行固定，而在預備的第2 SSFBG44和作為新部件的固定板通過粘接材料進行固定時，也可以採用固定該固定板與固定部48a或48b的方法。根據這種結構，產生了容易拆裝第2 SSFBG 44和固定部48a和48b的優點。即，與具有不同相位結構的SSFBG的交換變容易了。
在圖3所示的解碼器24中，如果可動部50偏向圖面左側，則能夠加寬固定部間隔L。其結果是第2 SSFBG 44被拉長，形成相位結構的光纖光柵的周期的有效折射率變化結構的周期變長。與此相伴，布拉格反射波長移動到長波長一端。相反，如果可動部50偏向圖面右側，則布拉格反射波長移動到短波長一端。
如果可動部50向圖面左側移動了ΔL，則固定部的間隔變為L+ΔL。如果可動部50向圖面右側移動了ΔL，則固定部的間隔變為L-ΔL。另一方面，我們知道(例如請參考Andreas Othonos andKyriacos Kalli著Fiber Bragg Grating)，通過以下式子(1)，而提供了作為光纖光柵的平均單位長的伸縮量ε之ΔL/L，與布拉格反射波長的波長變化Δλ之間的關係。
Δλ＝Δλ(ΔL/L)(1-p) (1)這裡，p，是有效的應力光學常數(effective strain-optic constant)，是作為構成光纖的玻璃材料的應力張量分量、泊松(ポァッソン)比以及光纖的有效折射率的函數而提供的量。
從式(1)中可以看到，布拉格反射波長的波長變化Δλ，被提供為可動部50的移動量ΔL、即第2 SSFBG 44的長度變化的函數。
參見圖4，來說明布拉格反射波長的變化Δλ相對於光纖光柵的伸縮量ΔL的關係。圖4是顯示本發明的第1實施例的解碼器的、相對於可動部50的移動量ΔL的布拉格反射波長的變化Δλ的曲線圖。圖4的橫軸(x軸)表示光纖光柵的伸縮量ΔL、縱軸(y軸)表示布拉格反射波長的變化Δλ。在圖4中，用黑三角形表示的點為測量點，對這些測量點進行平滑後的值用直線來表示。該直線是由以下的式(2)的試驗式提供的。可動部的移動量x的單位為μm，布拉格反射波長的變化y的單位為nm。
y＝0.0153x-0.003(2)對應於橫軸顯示的光纖光柵的伸縮量ΔL取正值還是取負值，可動部相應地相對於工作基準點沿著拉伸光纖光柵的方向移動，或者沿著收縮光纖光柵的方向移動。另一方面，縱軸所示的布拉格反射波長的變化Δλ，如果布拉格反射波長變化到長波長一端，則Δλ取正值，如果變化到短波長一端，則Δλ取負值。從該圖中，可以得出結果，如果光纖光柵延伸，則布拉格反射波長變化到長波長一端，如果光纖光柵收縮，則布拉格反射波長變化到短波長一端。
從圖4中可以讀出，相對於可動部50的移動量ΔL＝1μm，反射波長的變化Δλ為0.015nm。相對於可動部50的移動量ΔL＝±15μm，反射波長的變化Δλ為±0.2nm。從中可知，在將編碼器20和解碼器24安裝到光碼分多路復用傳輸裝置上時，作為其初始狀態，組裝在編碼器20內的SSFBG和組裝在解碼器24內的SSFBG，如果既便由於在其張力不同的情況下而被安裝等理由，而使得兩者的布拉格反射特性不同的情況下，其布拉格反射特性的差也處於±0.2nm左右，則能夠將可動部對應調整±15μm左右。即，這意味著能夠將組裝在編碼器20內的SSFBG和組裝在解碼器24內的SSFBG的布拉格反射特性調整為相同。即，能夠統一構成發送端的編碼器的SSFBG和構成接收端的解碼器的SSFBG的工作特性。
在第一實施例中，可動部50是通過具有精密單軸臺和驅動精密單軸臺的測微計的步進馬達來構成的，但是，也可以使用利用壓電元件來執行1軸操作的結構之壓電臺來構成。由於壓電臺能以比用測微計而構成的單軸臺更高的精度執行操作，因此，能夠更高精度地執行相位調整步驟。
接下來，對光脈衝信號從發送部10傳送到接受部40為止的期間中，該光脈衝信號在時間軸上的形狀變化為什麼樣進行說明。為簡單起見，以光脈衝信號是以一定間隔在時間軸上確實規則排列的光脈衝串，構成該脈衝串的各個光脈衝之時間軸上的形狀為高斯函數進行說明。
經由編碼器20編碼的光脈衝串，在解碼器24中被解碼。如果在相關波形監視器30中觀測解碼後的光脈衝串，則觀測到EYE開口的圖形。這種觀測，在圖2所示的接收部40中，是通過利用光耦合器26抽出了光脈衝信號的一部分來執行的。這裡，所謂抽出，是指利用光耦合器等分波器，對光脈衝信號等的信號光的一部分進行強度分割(能量分割)並將其取出。
利用光耦合器26抽出的光脈衝信號的一部分29被提供給相關波形監視器30，用以觀測EYE開口圖形。利用光耦合器26抽出的光脈衝信號，是在解碼器24中解碼，並通過第2光環形器22被傳送給光耦合器26的光脈衝信號。
圖5(A)和(B)中，顯示了在相關波形監視器30中觀測到的光脈衝串的EYE開口圖形的一個例子。圖5(A)和(B)的橫軸是時間軸(任意比例)，縱軸是光強度(任意比例)。圖5(A)和(B)的曲線圖，是通過按照一定的時間間隔來掃描到達相關波形監視器30的光脈衝串，並重疊描繪這些光脈衝的掃描軌跡而得到的曲線圖。
即，如果到達相關波形監視器30的光脈衝串的形狀幾乎不變形，則由於每次掃描的相同形狀的光脈衝基本上以相同的形狀重疊，因此，能夠細細地觀測重疊描繪的光脈衝的軌跡。其結果，光脈衝的描繪軌跡(高斯函數型)中的、由時間軸和與時間軸最近位置處描繪的光脈衝的軌跡所包圍形成的EYE開口變寬。另一方面，如果到達相關波形監視器30的光脈衝串的形狀發生變形，則由於每次掃描到的不同形狀的光脈衝被重疊在一起，因此，粗略地觀測重疊描繪的光脈衝的軌跡。其結果，EYE開口變窄。
在圖5(A)和(B)中顯示的EYE開口圖形中，在圖中，在由箭頭T1、T2和T3所示的位置處，捕捉到3個光脈衝。在3個光脈衝存在期間(在箭頭T1和T2之間，以及T2和T3之間)，還觀測到了小的峰值，這是噪聲。該噪聲，在接收部40中，通過在對光脈衝信號進行觀點轉換時實施閥值處理等，可以去除。
EYE開口的寬度，理想的是用時間軸與光脈衝的描繪軌跡中最靠近時間軸的光脈衝的描繪軌跡所包圍的面積來表示，但是，測量該面積在技術上很繁瑣。因此，在本發明的實施例中，如圖5(A)和(B)中所示的EYE開口圖形中所示的那樣，規定用光脈衝的峰值位置中的、從時間軸開始到光脈衝的描繪軌跡之最下位的位置為止的高度ha或hb來表示。
如果到達相關波形監視器30的光脈衝串的形狀發生變形，則光脈衝的軌跡按照圖5(A)所示的eye圖形的方式得以粗略觀測。因此，EYE開口變窄，從時間軸開始到光脈衝的描繪軌跡之最下位的位置為止的高度ha變低。另一方面，如果到達相關波形監視器30的光脈衝串的形狀沒有變形，則光脈衝的軌跡按照圖5(B)所示的eye圖形的方式得以細細觀測。因此，EYE開口變寬，從時間軸開始到光脈衝的描繪軌跡之最下位的位置為止的高度hb變高。
接下來，參見圖6，對以下相位調整步驟進行說明，其中該相位調整步驟是用相關波形監視器來測量從第2 SSFBG 44輸出的光脈衝的EYE開口的大小，並以使該EYE開口的大小最大的方式來調整第2 SSFBG 44的布拉格反射波長。圖6是用於說明相位調整步驟的流程圖。相位調整步驟是由以下說明的步驟S1到步驟S8構成。
以下說明的步驟S1到步驟S8中，使第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到短波長或場波長一端，相互比較第1、第2以及第3數據的操作可以通過人手也可以通過相同內容的計算機來執行。
步驟S1是獲取反映從構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口大小之第2數據D1的步驟。從構成解碼器的第2SSFBG 44經由第2光環形器22和光耦合器26輸出的光脈衝29的EYE開口大小，在相關波形監視器30中進行觀測。反映該EYE開口大小的第1數據D1的值，在EYE開口圖形中，對應於光脈衝的峰值位置中的、從時間軸開始到光脈衝的描繪軌跡之最下位的位置為止的高度。即，對應於圖5所示的ha或hb。
在步驟S1中，如果在D1＝h1時進行測量，則將其存儲到存儲媒體內。所謂存儲到存儲媒體內，意味著人利用目視從相關波形監視器30中讀出EYE開口的大小，人將其值記錄在紙等上。所謂改換數據，意味著消去並改寫記錄到紙等上的數據。當然，這些EYE開口的大小的所謂讀取、記錄以及數據的改換操作的全部或一部分，也可以由計算機來執行。在以下的描述中，所謂存儲在存儲媒體或改換數據，用於與上述相同的意義。
例如，在利用上述計算機而被存儲到上述存儲媒體內的情況下，存儲媒體能夠設置在相關波形監視器30或波長控制部32或其他任何一個場所。是否設置在哪裡，只不過是設計的事項。在圖2和圖3中，是假定將存儲媒體M設置在波長控制部32中而描繪的。
步驟S2，是將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移到短波長一端的步驟。在該步驟中，是由波長控制部32對可動控制部34發出指示，以削減固定部間隔L。基於該指示，在可動部50中，驅動使精密單軸臺的測微計驅動的步進馬達，使精密單軸臺可向右方向移動，執行削減固定部間隔L的操作。
步驟S3，是獲取反映從第2 SSFBG 44輸出的光脈衝的EYE開口的大小之第2數據D2的步驟。在步驟S2中，由於固定部間隔L比步驟S1時要窄，因此，第2 SSFBG 44的布拉格反射波長應該移動到短波長一端。由此，第2 SSFBG 44中的解碼程度發生改變，從構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小發生變化。
在步驟S3中，同步驟S1執行的相同，是獲取反映從構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口大小之第2數據D2的步驟。在步驟S3中，如果在D2＝h2時進行測量，則將其存儲在存儲媒體M內。
步驟S4是對D1和D2進行比較的步驟。在該步驟S4中，將D1的值h1與D2的值h2進行比較，如果h1≤h2，則返回作為第2 SSFBG44的布拉格反射波長移動到短波長一端的步驟之步驟S2。另一方面，如果h1＞h2，則前進到下一個步驟S5。
步驟S5，是將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移到長波長一端的步驟。即，在該步驟中，是由波長控制部32對可動控制部34發出指示，以使固定部間隔L比步驟S2中設定的固定部間隔L要寬。基於該指示，在可動部50中，驅動使精密單軸臺的測微計驅動的步進馬達，使精密單軸臺可向左方向移動，執行削減固定部間隔L的操作。
步驟S6，是獲取反映從第2 SSFBG 44輸出的光脈衝的EYE開口的大小之第3數據D3的步驟。在步驟S6中，由於固定部間隔L比步驟S3中要寬，因此，第2 SSFBG 44的布拉格反射波長比步驟S3時的確實要移向長波長一端。由此，第2 SSFBG 44中的解碼程度，從步驟S3時開始變化，從構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小，與步驟S3時相比發生了變化。
在步驟S6中，與在步驟S1及步驟S3中執行的相同，是獲取反映從構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口大小之第3數據D3的步驟。在步驟S6中，如果在D3＝h3時進行測量，則將其存儲在存儲媒體M內。
步驟S7是對D1和D3進行比較的步驟。在該步驟S7中，將D1的值h1與D3的值h3進行比較，如果h1≥h3，則返回將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到長波長一端的步驟S5。另一方面，如果h1＜h3，則前進到下一個步驟S8。
步驟S8是交換D3和D1的步驟。即，使在步驟S6中作為D3＝h3存儲在存儲媒體M內的信息改寫為D1＝h3。如果結束了該步驟S8，則返回步驟S2。
如上所述，通過在接收光碼分多路復用傳送的信號期間連續地執行從步驟S1到步驟S8所示的步驟，能夠以經常最大地保持從構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小的方式持續地進行接收。
參照圖7，來說明在從上述的步驟S1到步驟S8中，構成解碼器的第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小是否發生了怎樣的變化。圖7是用於說明在具有從上述的步驟S1到步驟S8之相位調整步驟中的、EYE開口大小變化的樣子。圖7的橫軸是以任意比例刻度的第2 SSFBG 44的布拉格反射波長。縱軸是以任意比例刻度的EYE開口的大小(用h1、h2、h3等表示的EYE開口圖形的光脈衝的峰值位置中的、從時間軸到光脈衝的描繪軌跡的最下位的位置為止的高度)。
設作為在步驟S1中測量的第1數據D1的EYE開口大小h1，與圖7所示的點a對應。即，規定對於將第2 SSFBG 44設置在解碼器40內時刻的可動部50存在的位置X(距基準點的偏移量在該時刻為0)，所觀測的EYE開口的大小為h1。
在步驟S3中，與步驟S1執行的相同，獲取反映從構成解碼器之第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小之第2數據D2。即，作為在D2＝h2時進行的測量，規定與此相對應的EYE開口的大小h2，對應於圖7所示的點b。這樣一來，由於D1＞D2，即h1＞h2，因此，轉到作為下一個步驟的步驟S5。
另一方面，在步驟S3中，作為在D2＝h2時進行的測量，規定與此相對應的EYE開口的大小h2，對應於圖7所示的點c。這樣一來，由於D1＜D2，即h1＜h2，因此，規定返回作為將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到短波長一端的步驟之步驟S2。之後，再次執行將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到短波長一端的操作。
該操作規定在得到D1＞D2即h1＞h2的結果之前，即，朝著圖7中的如Max那樣的箭頭所示的開口最大打開狀態，執行將第2 SSFBG44的布拉格反射波長移動到短波長一端的操作。於是，反覆執行將該第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到短波長一端的操作的結果是，在EYE開口大小h2超過了圖7中如Max那樣的箭頭所示的位置，第2 SSFBG 44的布拉格反射波長變化到到短波長一端，從而變為D1＞D2即h1＞h2的時刻，轉到作為下一個步驟的步驟S5。
反覆執行將該第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到短波長一端的操作的結果是，在EYE開口大小h2超過了圖7中如Max那樣的箭頭所示的位置，假定EYE開口大小h2變化到與圖7所示的點d對應的位置為止。在這種情況下，在步驟S4中，比較D1的值h1與D2的值h2，由於得到了D1＞D2，即h1＞h2的結果，因此前進到作為下一個步驟的步驟S5。
在步驟S5中，由於第2 SSFBG 44被拉伸，因此，其布拉格反射波長移動到長波長一端。由此，EYE開口大小h2從對應於圖7所示的點d的位置向著對應於作為長波長一端的點e的位置變化。於是，在步驟S6中，獲取到的反映從構成解碼器之第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小之第3數據D3的結果，假定在D3＝h3時測量到的EYE開口的大小h3對應於圖7所示的點e。
在步驟S7中，比較D1和D3。在該步驟S7中，比較D1的值h1與D3的值h3，在D1≥D3即h1≥h3時，返回到作為使第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到長波長一端的步驟之步驟S5。
另一方面，如果連續執行將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到長波長一端，從而變為D1＜D3即h1＜h3時，則轉到作為下一個步驟的步驟S8。即，比較點a和點b在圖7中縱軸上的高度差，如果該點a在縱軸上的高於點e在縱軸上的高度，則轉到作為下一個步驟的步驟S8。
步驟S8是改換D3和D1的步驟。即，是在D1＝h3時執行改寫在步驟S6中作為D3＝h3收納於存儲媒體M內的信息之步驟。在轉到步驟S8的階段中，存在點e在縱軸上的高度處於比點a在縱軸上的高度要高的位置上。因此，如果執行該改換，則規定在比如Max那樣的箭頭所示的、EYE開口最大打開狀態下的波長還要短的短波長一端，再設定一個點a。
如此，如果再設定一個點a，則返回步驟S2。步驟S2，由於是將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長變化到到短波長一端的步驟，因此，點a向著圖7的左側即短波長一端移動。其結果，如果EYE開口變小，則進行跳轉到移動到長波長一端的步驟S5之步驟。以後，反覆執行上述步驟S5之後的步驟。
我們知道，如以上說明所述，通過執行從步驟S1到步驟S8的步驟，能夠經常保持構成解碼器的從第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小為最大地連續進行接收。
在以上說明中，假定作為在步驟S1中所測量的第1數據D1的EYE開口大小h1與圖7所示的點a對應，點a的位置，位於比像Max那樣的箭頭所示的、EYE開口最大打開狀態下的波長還要長的長波長一端的情況，作為出發點。相反，我們能夠理解即便在點a的位置，位於比像Max那樣的箭頭所示的、EYE開口最大打開狀態下的波長還要短的短波長一端的情況下，如上述所說明的那樣，也能以經常最大地保持從構成解碼器之第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小的方式連續進行接收。
我們知道在步驟S2作為將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長變化到長波長一端的步驟，且步驟S5作為將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長變化到短波長一端的步驟來構成的情況下，通過執行與上述相同的考察，也能以經常保持從構成解碼器之第2 SSFBG 44輸出的光脈衝29的EYE開口的大小為最大的方式連續進行接收。
第2實施例
參見圖8所示的方框結構圖，一起說明作為本發明第2實施例的光碼分多路復用傳輸方法以及光碼分多路復用傳輸裝置的結構及其各部分的功能。以下，對於與作為第1實施例的光碼分多路復用傳輸方法以及光碼分多路復用傳輸裝置的結構及其各部分的功能相重複的內容，省略其內容說明。
作為本發明的第2實施例的光碼分多路復用傳輸裝置也具有發送部10和接收部140，它們是通過傳輸通路42連接在一起而構成的。發送部10具有光脈衝串產生器12、調製信號產生器14、光調製器16、第1光環形器18以及編碼器60而構成的。它與本發明第1實施例的光碼分多路復用傳輸方法以及光碼分多路復用傳輸裝置的不同點在於接收部140的結構。
即，構成接收部140的解碼器，用具有熱模塊66、溫度傳感器64、溫度控制器68的溫度控制部74，來代替在本發明第1實施例中作為構成要素使用的可動控制部34來構成。
作為熱模塊，使用具有珀爾帖(Peltier)元件構成的加熱/冷卻裝置，不能能夠發揮珀爾帖元件的加熱功能，還能發揮其冷卻功能。熱模塊也可以使用具有加熱體構成的加熱裝置。在這種情況下，通過加熱利用加熱器功能，冷卻利用自然冷卻功能，從而得到相同的效果。
接收部140，具有第2環形器22、解碼器62、光耦合器26、光電轉換器28、相關波形監視器30以及波長控制部72而構成。構成編碼器60的第1 SSFBG和構成解碼器2的第2 SSFBG，與第1實施例相同，是以具有相同的相位結構，且兩者，第1 SSFBG和第2 SSFBG的相位結構為相反關係的方式設定的。
相關波形監視器30，測量光脈衝信號29的自相關度(EYE開口的大小)。波長控制部72接受來自於線管波形監視器30的輸出31，並將控制信號67提供給溫度控制器68。接受了控制信號67的溫度控制器68，基於控制信號67，經由電纜69，來控制熱模塊66的電流，執行是升高還是降低第2 SSFBG 92的固定區域L』(參見圖9)的溫度之控制。
另一方面，在解碼器62中，設置了溫度傳感器64，經常測量第2 SSFBG 92的溫度，並將其結果作為溫度信號65送到溫度控制器68。波長控制部72，對應於來自相關波形監視器30的輸出31，計算出應當設定給第2 SSFBG 92的溫度。為了實現該計算出的溫度，而將溫度控制信號67提供給溫度控制器68。
這裡，假設是由於周圍溫度等任何原因，而在分別構成編碼器60和解碼器62的第1 SSFBG和第2 SSFBG的相位結構之間產生不同的情況。在這種情況下，必須通過調整其周圍溫度，而使構成解碼器62的相位結構的第2 SSFBG的相位結構，與構成編碼器60的第1SSFBG的相位結構相等。
參見圖9，將一起說明能夠實現上述調整的、具有熱模塊66和溫度傳感器64的解碼器的結構及其各部分的功能。圖9是具有熱模塊66和溫度傳感器64的解碼器62的簡圖。
用於使構成編碼器60和解碼器62的第1 SSFBG和第2 SSFBG的相位結構相等的調整，可以由編碼器60來執行，也可以由解碼器62來執行，原理上能夠起到相同的效果，這一點與第1實施例的情況相同。因此，在本發明的第2實施例中，也規定用於使第1 SSFBG和第2 SSFBG的相位結構相等的調整，是對構成解碼器62的第2 SSFBG執行而構成的。
在將圖9所示的解碼器設置在圖8所示的光碼分多路復用傳輸裝置上的情況下，可以將連接第2光環形器22的一側作為圖9中R』所表示的一側，也可以作為圖9中S』所表示的一側，這一點也與第1實施例的情況相同。與此相應，與圖9所示的解碼器結構相同的編碼器60與第1光環形器18相連接的一側，可以設定為圖9中S』所示的一側，也可以設定為圖9中的R』所示的一側，其對應關係也與第1實施例的情況相同。
解碼器62，是通過粘接固定劑86a和86b，將含有SSFBG形成部的第2 SSFBG固定在基板80上而構成的。在基板80上形成了溝88a和88b。從熱模決66提供的熱，是以均勻加熱第2 SSFBG 92的固定區域L』的方式形成的。在第2 SSFBG 92的固定區域L』中，第2SSFBG 92是通過矽脂膏而與基板80粘接在一起的，通過從熱模塊66提供的熱，以在第2 SSFBG 92的固定區域L』內被均勻加熱的方式來構成。
為了較好地在第2 SSFBG的規定區域L』內得到均勻加熱或吸熱的效果，在基板80和外殼84之間設置了隔熱材料82。對於隔熱材料82，例如除了玻璃環氧材料外，還能夠使用聚醚醚酮(ピ-ク，PEEK)材料或雲母等具有低熱傳導率的材料。也可以是除去隔熱材料82，用具有低熱傳導率的小螺釘(ビス)來架橋固定基板80，並對其進行空氣隔熱來構成。熱模塊66，例如是以熱敏電阻等溫度傳感器64測量的溫度為基準，由溫度控制器68來控制的，以使由溫度傳感器64所產生的測量溫度為規定溫度的方式，來執行加熱(使用加熱器的情況下)、或是加熱或冷卻(使用珀爾帖元件的情況下)。
溫度控制部74，與由虛線四邊形包圍的部分相當，由溫度傳感器64、熱模塊66以及溫度控制器68而構成的。這些溫度傳感器64、熱模塊66以及溫度控制器68的操作如上所述。
為了使第2 SSFBG 92的固定區域L』的溫度分布均勻，基板80例如也可以是由銅等熱傳導率大的材料構成。一般來說，由於銅等熱傳導率到的材料熱膨漲係數也大，因此，利用熱模塊66所進行的加熱或冷卻，會發生基板80的伸縮。在本發明的第2實施例中，對於用於將第2 SSFBG固定到基板80上的粘接固定劑86a和86b，使用硬化後仍由柔軟性的矽膠，從而難以將基板80的伸縮傳遞給第2 SSFBG。
在基板80上，與上述情況相反，例如，能夠使用以鎳鐵合金(invar)為代表的具有低熱膨脹率的材料。以鎳鐵合金(invar)為代表的具有低熱膨脹率的材料，由於一般熱傳導率低於銅等的熱傳導率，因此，在這種情況下，需要作為熱模塊66，而安裝設計多個熱模塊，並需要以使第2 SSFBG 92的固定區域L』的溫度分布均勻的方式進行設計。
外殼84，為了不妨礙與外殼84相接的熱模塊66的放熱效率，例如最好使用鋁等熱傳導率大的材料而構成。此外，通過對外殼84的內表面實施鍍金等處理，從而能充分提取熱模塊66的放熱效率。
在通過通孔90a和90b，將第2 SSFBG 92固定在外殼84上的情況下，在沒有對第2 SSFBG 92施加張力的狀態下進行固定。通過設置為這種狀態，通過控制第2 SSFBG 92的布拉格反射波長、通過控制第2 SSFBG 92的固定區域L』的溫度，從而既能夠調整到短波長一端，也能夠調整到長波長一端。
圖8所示的光碼分多路復用傳輸裝置的編碼器60，在能利用與圖9所示的解碼器相同的結構來實現這一點上，與本發明第一實施例相同。
在圖9所示的解碼器62中，如果提高第2 SSFBG 92的固定區域L』的溫度，則形成第2 SSFBG 92的相位結構之光纖光柵的周期的有效折射率變化結構的周期(有效晶格間隔)變長，同時，周期的有效折射率變化結構的折射率變化量變大。伴隨這種情況，布拉格反射波長被設置在長波長一端。相反，如果降低第2 SSFBG 92的固定區域L』的溫度，則布拉格反射波長設置在短波長一端。
這裡，是對通過升高或是降低第2 SSFBG 92的固定區域L』的溫度，而能夠控制形成第2 SSFBG 92的相位結構之光纖光柵的周期的有效折射率變化結構的周期(有效晶格間隔)，以及控制折射率變換量的原理進行說明。
我們知道，利用下式(3)，提供了光纖光柵的溫度變化ΔT和布拉格反射波長的波長變化Δλ之間的關係(例如請參見Andreas Othonosand Kyriacos Kalli著Fiber Bragg Gratings)。
Δλ＝λ·ΔT(1/Λ)(dΛ/dT)+(1/neff)(dneff/ΔT)(3)這裡，dΛ/dT是做成光纖光柵的光纖的熱膨漲係數。Λ是光纖光柵折射率周期構造的周期、neff是光纖光柵的有效折射率。A和neff是光纖光柵隨溫度而發生變化的值。
我們知道，布拉格反射波長的波長變化Δλ，如式(3)提供的那樣，是光纖光柵的溫度變化的函數。光纖光柵的溫度變化，是從溫度控制器68給出了升溫或降溫的指示，按照該指示，通過由基板80上設置的熱模塊66所產生的基板80溫度的升降來產生的。通過基板80的溫度的升降，基米安裝在該基板80上的第2 SSFBG 92的溫度也升降，從而可能將第2 SSFBG 92的布拉格反射波長移動到長波長一側或短波長一側。
參見圖10，來說明布拉格反射波長的變化Δλ對於光纖光柵的溫度T的關係。圖10是顯示了布拉格反射波長的變化Δλ，對於接在本發明第2實施例的解碼器基板80上的第2 SSFBG 92的SSFBG形成部94的部分的溫度T的曲線圖。
圖10的橫軸(x軸)顯示了SSFBG形成部94的部分的溫度T、縱軸(y軸)顯示布拉格反射波長的變化Δλ。在圖10中，黑三角形所示的點為測量點，用直線表示對這些測量點進行平滑後的值。這些直線是由以下的式(4)的實驗式提供的。溫度x的單位為℃，布拉格反射波長的變化y的單位為nm。
y＝0.0111x-0.2744 (4)對應於橫軸所示的SSFBG形成部94的溫度T相對於基準溫度(圖10中為25℃)是高或是低，接在解碼器基板80上的第2 SSFBG的SSFBG形成部94的部分的溫度相應地上升或是下降。另一方面，縱軸所示的布拉格反射波長的變化Δλ，如果布拉格反射波長變化到長波長一端，則Δλ取正值，如果變化到短波長一端，則Δλ取負值。從圖10中，可以得出結果，如果光纖光柵被升溫，則布拉格反射波長變化到長波長一端，如果光纖光柵被降溫，則布拉格反射波長變化到短波長一端。
從圖10中，可以讀出對於溫度ΔT＝1℃，其布拉格反射波長的變化Δλ為0.011nm。對於SSFBG形成部94的溫度T從15℃變化到45℃，讀出布拉格反射波長的變化Δλ為0.3nm。根據這一點，如果溫度控制部74具有0.1℃精度的溫度控制功能，則可以以0.001nm的精度來調節安裝在編碼器60內的第1 SSFBG和安裝在解碼器62內的第2SSFBG 92的布拉格反射波長。
我們知道，如以上說明所述，通過控制SSFBG的溫度，能夠控制SSFBG的布拉格反射波長。即，很清楚，能夠通過控制SSFBG的溫度來控制SSFBG的布拉格反射波長，以替代在第1實施例的光碼分多路復用傳輸裝置中，通過控制SSFBG的張力，來實現SSFBG的布拉格波長的控制。
因此，在上述第1實施例的光碼分多路復用傳輸裝置的操作的說明中所執行的記述內容，在有關第2 SSFBG的布拉格反射波長的控制方法的說明的位置上，通過將第2 SSFBG 44的張力控制部分的說明位置被文字代替為第2 SSFBG 92的溫度控制的說明，並作為原樣的D2實施例的光碼分多路復用傳輸裝置的操作說明而成立。
有關參見圖6說明過的、以從第2 SSFBG 44輸出的光脈衝的EYE開口的大小最大的方式，來調節第2 SSFBG 44的布拉格反射波長之相位調節步驟，通過以下的文字替換能夠原樣成立。
即，在步驟S2的將第2 SSFBG 44的布拉格反射波長移動到短波長一端的步驟中，將由波長控制部32對可動控制部34提出縮小固定部間隔L的指令的部分，文字替換為由波長控制部72對溫度控制器68提出指示，以降低連接於基板80上的第2 SSFBG 92的SSFBG形成部94的溫度。
在步驟S5的將第2 SSFBG 44的波拉格反射波長移動到長波長一端的步驟中，將由波長控制部32對可動控制部34提出指示，以便將固定部間隔L擴大為比步驟S2中設定的固定間隔L要寬的部分，文字替換為由波長控制部72對溫度控制器68提出指示，以提高連接於基板80上的第2 SSFBG 92的SSFBG形成部94的溫度。
在其他步驟中，由於很明顯，也可以按照上述的步驟S2和步驟S5的文字替換，對其內容進行文字替換，因此，對於上述步驟S2和S5之外的步驟的文字替換予以省略。
發明效果如以上說明所述，本發明的光碼分多路復用傳輸方法具有一個相位調整步驟，用於使用相關波形監視器來測量從作為解碼器的第2SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口的大小，並以使該EYE開口的大小最大的方式來調節第2 SSFBG的工作波長。為此，由編碼器編碼的信號，作為與通過解碼器對其進行解碼前的信號相同的信號而被無失真地解碼，並以最佳狀態來執行光碼分多路復用傳輸。
本發明的光碼分多路復用傳輸裝置，由於具有相關波形監視器以及波長控制部分以及可動控制部、或相關波形顯示器以及波長控制部及溫度控制部，因此，能夠實施包含調整第2 SSFBG的工作波長之相位調整步驟的、本發明的光碼分多路復用傳輸方法。
權利要求
1.一種光碼分多路復用傳輸方法，包含在發送端使用由第1超結構光纖布拉格光柵(SSFBGSuperstructured Fiber Bragg Grating)構成的編碼器來執行編碼的步驟；在接收端使用由和第1 SSFBG相反的相位結構的第2 SSFBG構成的解碼器來執行解碼的步驟；其特徵在於，具有相位調整步驟，用於調整該第2 SSFBG的工作波長以使從該第2SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小為最大。
2.如權利要求1所述的光碼分多路復用傳輸方法，其特徵在於，所述相位調整步驟包含第一步驟，獲取反映了從構成所述解碼器的第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小的第1數據；第二步驟，使所述第2 SSFBG的工作波長移動到短波長一端；第三步驟，獲取反映了從所述第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小的第2數據；第四步驟，比較所述第1數據和所述第2數據；第五步驟，如果對應於所述第1數據的EYE開口大小小於或等於對應於所述第2數據的EYE開口大小，則返回所述第二步驟，而如果對應於所述第1數據的EYE開口大小大於對應於所述第2數據的EYE開口大小，則使所述第2 SSFBG的工作波長移動到長波長一端；第六步驟，獲取反映了從所述第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小的第3數據；第七步驟，比較所述第1數據和所述第3數據；第八步驟，如果對應於所述第1數據的EYE開口大小大於或等於對應於所述第3數據的EYE開口大小，則返回所述第五步驟，而如果對應於所述第1數據的EYE開口大小小於對應於所述第3數據的EYE開口大小，則交換所述第3數據和所述第1數據後返回所述第二步驟。
3.如權利要求2所述的光碼分多路復用傳輸方法，其特徵在於，使所述第2 SSFBG的工作波長移動到短波長一端的第二步驟是通過使固定所述第2 SSFBG的固定部之間的間隔變窄來縮短所述第2SSFBG的晶格間距的步驟；使所述第2 SSFBG的工作波長移動到長波長一端的第五步驟是通過使固定所述第2 SSFBG的固定部之間的間隔變寬來加長所述第2SSFBG的晶格間距的步驟。
4.如權利要求2所述的光碼分多路復用傳輸方法，其特徵在於，使所述第2 SSFBG的工作波長移動到短波長一端的第二步驟是通過使所述第2 SSFBG的溫度降低來縮短所述第2 SSFBG的有效晶格間距的步驟；使所述第2 SSFBG的工作波長移動到長波長一端的第五步驟是通過使所述第2 SSFBG的溫度升高來加長所述第2 SSFBG的有效晶格間距的步驟。
5.一種光碼分多路復用傳輸裝置，在發送端具有由第1超結構光纖布拉格光柵(SSFBGSuperstructured Fiber Bragg Grating)構成的編碼器；在接收端具有由具有和第1 SSFBG相反的相位結構的第2SSFBG構成的解碼器、波長控制部以及相關波形監視器；其特徵在於，該解碼器具有該第2 SSFBG、基板、第1固定部、第2固定部以及可動控制部；該第2 SSFBG被固定在該第1固定部和該第2固定部上；該可動控制部，通過在該第1固定部上安裝可動部，並通過該可動部，將該第1固定部安裝在所述基板上而構成；進行連接，以從所述相關波形監視器向所述波長控制部提供與從所述第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小相關的數據；進行連接，以從該波長控制部向所述可動控制部提供用於調節固定所述第2 SSFBG的所述第1固定部和所述第2固定部的間隔的信號。
6.一種光碼分多路復用傳輸裝置，在發送端具有由第1超結構光纖布拉格光柵(SSFBGSuperstructured Fiber Bragg Grating)構成的編碼器；在接收端具有由具有和第1 SSFBG相反的相位結構的第2SSFBG構成的解碼器、波長控制部以及相關波形監視器；其特徵在於，該解碼器具有該第2 SSFBG、基板以及溫度控制部；該第2 SSFBG被粘貼在該基板上；該溫度控制部，具有熱模塊、溫度傳感器以及溫度控制器；進行連接，以從該相關波形監視器向該波長控制部提供與從所述第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小有關的數據；該溫度傳感器和該溫度控制器是以將與該溫度傳感器測量的溫度有關的數據提供給該溫度控制器的方式進行連接；所述波長控制部和所述熱模塊以通過該溫度控制器提供用於調整所述基板溫度的信號的方式來進行連接。
全文摘要
本發明提供一種光碼分多路復用傳輸方法和光碼分多路復用傳輸裝置，其目的在於調整解碼器的工作波長，統一編碼器和解碼器的工作特性。光碼分多路復用傳輸裝置，在解碼器24中具有第2 SSFBG 44，還具有這樣一種機構用於以使從第2 SSFBG輸出的光脈衝的EYE開口大小最大的方式，來調整作為固定該第2 SSFBG的第1和第2固定部間隔的固定部間隔L(相位調節步驟)。EYE開口大小是利用相關波形監視器30來測量的，該測量數據被傳送給波長控制部32。基於從相關波形傳送來的有關EYE開口大小的數據，從波長控制部向可動控制部34發送用於設定固定部間隔的信號。
文檔編號H04J13/00GK1577031SQ200410060049
公開日2005年2月9日 申請日期2004年6月25日 優先權日2003年6月26日
發明者小林秀幸, 西木玲彥, 沓澤聰子 申請人:衝電氣工業株式會社