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公開番号2024122526
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-09
出願番号2023030105
出願日2023-02-28
発明の名称光受信機及び光送信機
出願人KDDI株式会社,学校法人早稲田大学
代理人弁理士法人大塚国際特許事務所
主分類H04B 10/66 20130101AFI20240902BHJP(電気通信技術)
要約【課題】PPMを使用する光通信システムにおける情報伝送量を増加させる。
【解決手段】パルス位置変調されたシンボルが繰り返される信号光を受信する光受信機は、第1受光手段から第M受光手段(Mは2以上の整数)を備え、第m受光手段(mは1からMまでの整数)は、M個のシンボル毎に1つのシンボルを検出し、かつ、他の(M-1)個の受光手段と同じシンボルを検出しない様に構成されている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
パルス位置変調されたシンボルが繰り返される信号光を受信する光受信機であって、
第１受光手段から第Ｍ受光手段（Ｍは２以上の整数）を備え、
第ｍ受光手段（ｍは１からＭまでの整数）は、Ｍ個のシンボル毎に１つのシンボルを検出し、かつ、他の（Ｍ－１）個の受光手段と同じシンボルを検出しない様に構成されている、光受信機。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記光受信機は、
前記シンボルを単位として前記信号光を分離することで第１信号光から第Ｍ信号光を出力する分離手段をさらに備え、
前記第ｍ受光手段は、第ｍ信号光を検出する、請求項１に記載の光受信機。
【請求項３】
前記繰り返されるシンボルそれぞれの波長又は偏波は、Ｍ個の異なる波長又は偏波の内の１つであり、
前記分離手段は、前記信号光を波長分離又は偏波分離することで、前記第１信号光から前記第Ｍ信号光を出力する、請求項２に記載の光受信機。
【請求項４】
前記繰り返されるシンボルそれぞれの波長及び偏波は、波長及び偏波のＭ個の異なる組み合わせの内の１つであり、
前記分離手段は、前記信号光を波長分離及び偏波分離することで、前記第１信号光から前記第Ｍ信号光を出力する、請求項２に記載の光受信機。
【請求項５】
前記分離手段は、光スイッチを含む、請求項２に記載の光受信機。
【請求項６】
前記光受信機は、
前記信号光を分岐することで第１信号光から第Ｍ信号光を出力する分岐手段と、
前記第１受光手段から前記第Ｍ受光手段の動作状態を、光を検出するアクティブ状態及び光を検出しない非アクティブ状態のいずれかに設定する状態設定手段と、
を備え、
前記第ｍ受光手段には、第ｍ信号光が入力され、
前記状態設定手段は、前記第ｍ受光手段が、Ｍ個のシンボル毎に１つのシンボルを検出し、かつ、他の（Ｍ－１）個の受光手段と同じシンボルを検出しない様に前記第ｍ受光手段の動作状態を設定する、請求項１に記載の光受信機。
【請求項７】
前記第ｍ受光手段が検出する第１シンボルの終了タイミングから、前記第ｍ受光手段が前記第１シンボルの次に検出する第２シンボルの開始タイミングまでの期間は、前記第ｍ受光手段が連続して光を検出できる最小期間より大きい、請求項１から６のいずれか１項に記載の光受信機。
【請求項８】
前記第１受光手段から前記第Ｍ受光手段は、単一フォトン検出器を含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の光受信機。
【請求項９】
前記単一フォトン検出器は、ガイガーモードで動作させたアバランシェフォトダイオードである、請求項８に記載の光受信機。
【請求項１０】
パルス位置変調されたシンボルが繰り返される信号光を送信する光送信機であって、
送信するデータに基づきパルス位置変調されたシンボルを生成する複数の変調手段と、
前記複数の変調手段が生成した前記シンボルを多重する多重化手段と、
を備え、
前記多重は、波長多重と偏波多重の内の少なくとも１つであり、
前記複数の変調手段が前記シンボルを生成するタイミングはそれぞれ異なる、光送信機。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、光通信技術に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
人工衛星と地上との間の通信や、月と地上との間の通信の様な深宇宙通信においては、人工衛星等の宇宙局における電力制限や、超長距離伝送による大きな損失を考慮し、エネルギー効率の高い変調方式と、感度の高い受信技術と、を利用することが必要になる。非特許文献１は、エネルギー効率の高いパルス位置変調（ＰＰＭ：ＰｕｌｓｅＰｏｓｉｔｉｏｎＭｏｄｕｌａｔｉｏｎ）を人工衛星と地上との間の通信に使用することを開示している。ＰＰＭとは、タイムスロットの位置（番号）とデータとを対応付ける方式である。例えば、１番目～４番目の４つのタイムスロットを使用する場合、１番目のタイムスロッをビット"００"に対応付け、２番目のタイムスロットをビット"１０"に対応付け、３番目のタイムスロットをビット"０１"に対応付け、４番目のタイムスロットをビット"１１"に対応付ける。この様な対応付けにおいてビット"０１"を送信する場合、光送信機は、３番目のタイムスロット内で光（パルス光）を送信し、その他のタイムスロットでは光の送信を停止する。ＰＰＭにおいて情報伝送量を増加させるには、各タイムスロットの期間を短くする必要がある。
【０００３】
また、非特許文献１は、ＰＰＭ信号を高感度に受信するために、単一フォトン検出器（ＳＰＤ：ＳｉｎｇｌｅＰｈｏｔｏｎＤｅｔｅｃｔｏｒ）を使用することを開示している。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
ＤａｖｉｄＪ．Ｇｅｉｓｌｅｒ，"ＭｏｄｅｍＭｏｄｕｌｅＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｆｏｒＮＡＳＡ'ｓＯｒｉｏｎＳｐａｃｅｃｒａｆｔ：ＡｃｈｉｅｖｉｎｇＦＳＯＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＯｖｅｒＬｕｎａｒＤｉｓｔａｎｃｅｓ"，Ｔｈ３Ｊ．１．ｐｄｆ，ＯＦＣ２０２０，ＯＳＡ２０２０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＰＤには超電導を用いるものがあるが、この場合、単一フォトン検出器を極低温に冷却する必要がある。極低温に冷却するには、大型の装置が必要となるため、超電導を用いる単一フォトン検出器は、宇宙局における使用には適さない。一方、アバランシェフォトダイオード（ＡＰＤ）をガイガーモードで動作させることでＳＰＤを構成することができる。但し、ＡＰＤを用いたＳＰＤの場合、フォトンの検出間隔はガードタイムより大きくしなければならない。つまり、ＡＰＤを用いたＳＰＤは、あるフォトンを検出した後、ガードタイム以内に次のフォトンが到達しても、この次のフォトンを検出できない。したがって、情報伝送量は、ＳＰＤのガードタイムにより制限される。
【０００６】
本開示は、ＰＰＭを使用する光通信システムにおける情報伝送量を増加させる技術を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示の一態様によると、パルス位置変調されたシンボルが繰り返される信号光を受信する光受信機は、第１受光手段から第Ｍ受光手段（Ｍは２以上の整数）を備え、第ｍ受光手段（ｍは１からＭまでの整数）は、Ｍ個のシンボル毎に１つのシンボルを検出し、かつ、他の（Ｍ－１）個の受光手段と同じシンボルを検出しない様に構成されている。
【発明の効果】
【０００８】
本開示によると、ＰＰＭを使用する光通信システムにおける情報伝送量を増加させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
幾つかの実施形態による、光送信機が送信する信号光の構成を示す図。
幾つかの実施形態による、光送信機の構成図。
幾つかの実施形態による、光受信機の構成図。
幾つかの実施形態による、光送信機の構成図。
幾つかの実施形態による、光受信機の構成図。
幾つかの実施形態による、光受信機の構成図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明に必須のものとは限らない。実施形態で説明されている複数の特徴うち二つ以上の特徴が任意に組み合わされてもよい。また、同一若しくは同様の構成には同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
（【００１１】以降は省略されています）

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