(57)【要約】  本発明にかかる光中継装置８０は、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信する第１の信号変換部８１と、第１の信号変換部８１から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信し、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して第１の信号変換部８１に入力される電気信号として出力する第２の信号変換部８２と、を備える。
2017090082.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信し、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して前記第１の信号変換部に入力される電気信号として出力する第２の信号変換部と、
を備えることを特徴とする光中継装置。
【請求項２】
第１の通信局から出力された光信号を前記第１の信号変換部へ入力させるとともに前記第１の信号変換部から出力された光信号を前記第１の通信局に向けて出力し、かつ第２の通信局から出力された光信号を前記第２の信号変換部へ入力させるとともに前記第２の信号変換部から出力された光信号を前記第２の通信局に向けて出力する第１のスイッチ処理、または、前記第２の通信局から出力された光信号を前記第１の信号変換部へ入力させるとともに前記第１の信号変換部から出力された光信号を前記第２の通信局に向けて出力し、かつ前記第１の通信局から出力された光信号を前記第２の信号変換部へ入力させるとともに前記第２の信号変換部から出力された光信号を前記第１の通信局に向けて出力する第２のスイッチ処理を行う光スイッチ、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の光中継装置。
【請求項３】
ｍ、Ｍ、ｎおよびＮを自然数としたとき、
前記第１の信号変換部に入力される光信号および前記第１の信号変換部が出力する光信号を多値度がｍかつ波長数がＭの光信号とし、
前記第２の信号変換部に入力される光信号および前記第２の信号変換部が出力する光信号を多値度がｎかつ波長数がＮの光信号とする、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の光中継装置。
【請求項４】
前記ｍ、Ｍ、ｎおよびＮは、ｍＭ＝ｎＮを満たすことを特徴とする請求項３に記載の光中継装置。
【請求項５】
前記第１の信号変換部は、多値度がｍの光信号が入力されると電気信号に変換して出力し、電気信号が入力されると多値度がｍの光信号に変換して出力する光送受信器をＭ個備え、
前記第２の信号変換部は、多値度がｎの光信号が入力されると電気信号に変換して出力し、電気信号が入力されると多値度がｎの光信号に変換して出力する光送受信器をＮ個備える、
ことを特徴とする請求項３または４に記載の光中継装置。
【請求項６】
前記第１の信号変換部が備えているＭ個の光送受信器の各々および前記第２の信号変換部が備えているＮ個の光送受信器の各々は、
１つの光源を備え、
前記１つの光源が生成した無変調光を、光信号を電気信号に変換する処理および電気信号を光信号に変換する処理の双方で使用する、
ことを特徴とする請求項５に記載の光中継装置。
【請求項７】
前記第１の信号変換部が備えているＭ個の光送受信器の各々から出力される光信号は偏波多重４値位相変調方式で変調された光信号であり、
前記第２の信号変換部が備えているＮ個の光送受信器の各々から出力される光信号は偏波多重１６値直交振幅変調方式で変調された光信号であり、
前記ＭおよびＮはＭ＝２Ｎの関係である、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の光中継装置。
【請求項８】
前記第１の信号変換部が備えているＭ個の光送受信器の各々および前記第２の信号変換部が備えているＮ個の光送受信器の各々は、
無変調光を生成する光源と、
前記光源で生成された前記無変調光を２分岐させる偏波保持光カプラと、
入力された光信号を前記偏波保持光カプラで２分岐された後の前記無変調光の一方を使用してコヒーレント検波するコヒーレントレシーバと、
前記コヒーレントレシーバが前記コヒーレント検波を実行して得られた電気信号を復調して外部へ出力するとともに、外部から入力された電気信号を変調して外部へ出力するデジタル信号処理部と、
前記デジタル信号処理部から出力された前記変調後の電気信号を増幅するドライバアンプと、
前記偏波保持光カプラで２分岐された後の前記無変調光の他方を前記ドライバアンプで増幅された後の前記電気信号を使用して変調して外部へ出力する光変調器と、
を備えることを特徴とする請求項５から７のいずれか一つに記載の光中継装置。
【請求項９】
光信号を送受信する第１の通信局、光信号を送受信する第２の通信局、および前記第１の通信局から出力された光信号を前記第２の通信局へ中継するとともに前記第２の通信局から出力された光信号を前記第１の通信局へ中継する光中継装置を備え、
前記光中継装置は、
受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信し、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して前記第１の信号変換部に入力される電気信号として出力する第２の信号変換部と、
を備えることを特徴とする光伝送システム。
【請求項１０】
光信号を送受信する第１の通信局、光信号を送受信する第２の通信局、および前記第１の通信局から出力された光信号を前記第２の通信局へ中継するとともに前記第２の通信局から出力された光信号を前記第１の通信局へ中継する光中継装置を備えた光伝送システムにおいて、前記光中継装置が実行する光信号再生中継方法であって、
前記第１の通信局が接続された第１の伝送路から入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調し、さらに、復調後の電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換し、前記第２の通信局が接続された第２の伝送路に出力する第１の中継ステップと、
前記第２の伝送路から入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調し、さらに、復調後の電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換し、前記第１の伝送路に出力する第２の中継ステップと、
を含むことを特徴とする光信号再生中継方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光信号を再生中継する光中継装置、光伝送システムおよび光信号再生中継方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
光ファイバにより長距離大容量伝送を行うためには、高密度な信号多重化の実現、光増幅による信号電力対雑音電力比劣化の対策およびファイバ非線形光学効果による波形歪みの対策が課題である。【０００３】
大容量伝送を実現するための技術として、使用する変調方式を変調多値数の多い変調方式に変更することにより光ファイバ当たりの伝送容量を増大させる方法がある。また、複数の光搬送波もしくは光サブ搬送波（サブキャリア）に異なる情報を載せて高密度波長多重を行うことにより伝送容量を増大させる方法がある。【０００４】
光伝送システムで使用する変調方式としては、従来、光の有無に２値信号を割りつけ、１シンボル当たり１ビットを伝送するオンオフキーイング（Ｏｎ  Ｏｆｆ  Ｋｅｙｉｎｇ：ＯＯＫ）が用いられていた。しかし、４値位相変調（Ｑｕａｔｅｒｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：ＱＰＳＫ）または１６値直交振幅変調（Ｑｕａｄｒａｔｕｒｅ  Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＱＡＭ）を使用するようにして信号点の数を増やし、１シンボル当たりの伝送ビット数を増やすことで、伝送容量を増大させることが可能である。【０００５】
また、偏波多重方式（Ｐｏｌａｒｉｚａｔｉｏｎ  Ｍｕｌｔｉｐｌｅｘｉｎｇ）を用いることで、１シンボル当たりの伝送ビット数を２倍に増やす方式が知られている。偏波多重方式においては、直交する２つの偏波成分（垂直偏波および水平偏波）に対して独立に信号を割り当てる。【０００６】
ＯＯＫ信号の復調には、受信側で光信号の有無を検出して識別する直接検波方式が用いられてきた。また、差動２値位相変調（Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｂｉｎａｒｙ  Ｐｈａｓｅ−Ｓｈｉｆｔ  Ｋｅｙｉｎｇ：ＤＢＰＳＫ）信号、差動ＱＰＳＫ（ＤＱＰＳＫ）信号等の復調には、光信号を遅延干渉させた後に直接検波する方式、すなわち光遅延検波方式が用いられてきた。偏波多重方式を用いた信号の多くは、受信端で局部発振光源と受信信号とを混合干渉させて検波するコヒーレント検波を行って得られる電気信号をデジタル信号処理により補償するデジタルコヒーレント方式を使用して復調される。デジタルコヒーレント方式では偏波多重ＱＰＳＫ方式が広く使用されている（例えば、非特許文献１および２参照）。【０００７】
また、変調方式の多値化、すなわち、使用する変調方式を変調多値数の多い方式に変更することにより光伝送システムの伝送容量を拡大する場合、変調方式の多値化に伴って伝送距離が制限される問題がある。この問題に対して、光信号の伝送パス、伝送パスの組み合わせに応じて波長多重信号のフォーマットを最適化することについて検討されている（例えば、特許文献１）。【０００８】
また、大容量の信号を長距離伝送するシステムにおいては、信号品質を規定値以上に保てない状態になると一度光信号を終端して電気信号に変換し、再度光信号に変換して送り出す光信号再生中継が行われる（例えば、特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】国際公開第２０１１／０３０８９７号
【特許文献２】特開２０１３−８１１６８号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】Ｏｐｔｉｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｎｅｔｗｏｒｋｉｎｇ  Ｆｏｒｕｍ，「１００Ｇ  Ｕｌｔｒａ  Ｌｏｎｇ  Ｈａｕｌ  ＤＷＤＭ  Ｆｒａｍｅｗｏｒｋ  Ｄｏｃｕｍｅｎｔ」，２００９年６月
【非特許文献２】Ｅ.Ｙａｍａｚａｋｉ、外２７名，「Ｆａｓｔ  ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ  ｒｅｃｏｖｅｒｙ  ｉｎ  ｆｉｅｌｄ  ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ  ｏｆ  １００−Ｇｂｉｔ/ｓ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）  ｏｖｅｒ  ＯＴＮ  ｕｓｉｎｇ  ｒｅａｌ−ｔｉｍｅ  ＤＳＰ」,Ｏｐｔｉｃｓ  Ｅｘｐｒｅｓｓ,２０１１年７月４日，ｖｏｌ.１９,  ｎｏ.１４,  ｐｐ.１３１７９−１３１８４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、光信号を一度電気信号に変換し、光信号に再変換して送信する再生中継を行うことにより、信号品質を維持することが可能となり、伝送距離を延ばすことができる。従来の再生中継では、光信号の品質が劣化した場合にもとの信号波形に戻すことを目的としている。しかしながら、光ネットワーク内において、適切な変調方式が伝送区間ごとに異なる場合がある。例えば、伝送距離は短くてもよいが非常に容量の大きな光伝送が要求される第１の区間と、容量は相対的に小さくてもよいが長距離の光伝送が要求される第２の区間とが混在する場合、区間ごとに異なる変調方式を使用するのが望ましいと考えられる。すなわち、第１の区間では、伝送距離よりも伝送容量が優先されるため、変調多値数が多い変調方式を使用するのが望ましく、第２の区間では、伝送容量よりも伝送距離が優先されるため、変調多値数が少ない変調方式を使用するのが望ましい。【００１２】
特許文献２に記載されたネットワーク装置が行う再生中継など、従来の光信号の再生中継では、受信した光信号を元の信号波形すなわち光信号の送信元の装置から出力された時の波形に戻すものである。そのため、従来の再生中継を適用した場合には伝送区間ごとに異なる変調を使用することができない。【００１３】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、光信号を再生中継する際に変調方式を変更することが可能な光中継装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光中継装置は、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信する第１の信号変換部と、第１の信号変換部から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信し、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して第１の信号変換部に入力される電気信号として出力する第２の信号変換部と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
本発明にかかる光中継装置は、光信号を再生中継する際に変調方式を変更できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】実施の形態にかかる光中継装置を適用した光伝送システムの構成例を示す図
【図２】実施の形態にかかる第１の通信局が備えている光送受信装置の構成例を示す図
【図３】実施の形態にかかる第２の通信局が備えている光送受信装置の構成例を示す図
【図４】実施の形態にかかる再生中継局が備えている光中継装置の構成例を示す図
【図５】実施の形態にかかる光中継装置が備えている光スイッチ部の設定例を示す図
【図６】実施の形態にかかる光中継装置がＡ局とＢ局との間で光信号を再生中継する動作を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下に、本発明の実施の形態にかかる光中継装置、光伝送システムおよび光信号再生中継方法を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１８】
実施の形態．
図１は、本実施の形態にかかる光中継装置を適用した光伝送システムの構成例を示す図である。光伝送システムは、１００Ｇｂｉｔ／ｓの光信号を送受信する第１の通信局１０と、２００Ｇｂｉｔ／ｓの光信号を送受信する第２の通信局２０と、第１の通信局１０から送信された光信号を第２の通信局２０へ再生中継するとともに第２の通信局２０から送信された光信号を第１の通信局１０へ再生中継する再生中継局３０とを含んで構成されている。
【００１９】
第１の通信局１０は光送受信装置６０を備え、第２の通信局２０は光送受信装置７０を備える。再生中継局３０は、本発明にかかる光中継装置である光中継装置８０を備える。また、第１の通信局１０の光送受信装置６０と再生中継局３０の光中継装置８０とは伝送部４１および４２で接続されている。再生中継局３０の光中継装置８０と第２の通信局２０の光送受信装置７０とは伝送部５１および５２で接続されている。伝送部４１、４２、５１および５２は、例えば、伝送路としての光ファイバにより実現される。伝送部４１、４２、５１および５２は、光ファイバのほかに、波長選択スイッチ（Ｗａｖｅｌｅｎｇｔｈ  Ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ  Ｓｗｉｔｃｈ：ＷＳＳ）、Ａｒｒａｙｅｄ  Ｗａｖｅｇｕｉｄｅ  Ｇｒａｔｉｎｇ（ＡＷＧ）、インタリーバ（Ｉｎｔｅｒｌｅａｖｅｒ）、光カプラ等で構成される光合分波装置、損失補償用の光増幅器、波長分散補償用の光ファイバ等を含んだ構成としてもよい。
【００２０】
図２は、第１の通信局１０が備えている光送受信装置６０の構成例を示す図である。光送受信装置６０は、入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を変調するとともに光信号に変換して出力する光送受信器６１０および６２０と、光送受信器６１０および６２０の各々から出力された光信号を合波して外部すなわち図１に示した伝送部４１へ出力する光合波部６３０と、外部すなわち図１に示した伝送部４２から入力された光信号を分岐させて光送受信器６１０および６２０へ入力させる光分岐部６４０と、を備える。
【００２１】
光送受信器６１０は、無変調光を発光する光源６１１と、光源６１１から入力された光を２分岐させる偏波保持光カプラ６１２と、入力された電気信号に対して変調処理および復調処理を含むデジタル信号処理を実行するデジタル信号処理部６１３と、入力された信号を増幅するドライバアンプ６１４と、入力された無変調光を変調する光変調器６１５と、入力された変調光に対してコヒーレント検波を行うコヒーレントレシーバ６１６とを備える。また、光送受信器６２０は、無変調光を発光する光源６２１と、入力された光を２分岐させる偏波保持光カプラ６２２と、入力された電気信号に対して変調処理および復調処理を含むデジタル信号処理を実行するデジタル信号処理部６２３と、入力された信号を増幅するドライバアンプ６２４と、入力された無変調光を変調する光変調器６２５と、入力された変調光に対してコヒーレント検波を行うコヒーレントレシーバ６２６とを備える。
【００２２】
図３は、第２の通信局２０が備えている光送受信装置７０の構成例を示す図である。光送受信装置７０は、入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を変調するとともに光信号に変換して出力する光送受信器７００を備える。
【００２３】
光送受信器７００は、無変調光を発光する光源７０１と、入力された光を２分岐させる偏波保持光カプラ７０２と、入力された電気信号に対して変調処理および復調処理を含むデジタル信号処理を実行するデジタル信号処理部７０３と、入力された信号を増幅するドライバアンプ７０４と、入力された無変調光を変調する光変調器７０５と、入力された変調光に対してコヒーレント検波を行うコヒーレントレシーバ７０６とを備える。
【００２４】
図４は、再生中継局３０が備えている光中継装置８０の構成例を示す図である。
【００２５】
光中継装置８０は、入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して出力する第１の信号変換部８１と、第１の信号変換部８１から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して出力し、入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調して第１の信号変換部８１に入力させる電気信号として出力する第２の信号変換部８２とを備える。
【００２６】
また、光中継装置８０は、第１の信号変換部８１から出力された電気信号を第２の信号変換部８２に入力させるとともに第２の信号変換部８２から出力された電気信号を第１の信号変換部８１に入力させる電気信号伝達部８２０を備える。
【００２７】
また、光中継装置８０は、第１の通信局１０から出力された光信号を第１の信号変換部８１へ入力させるとともに第１の信号変換部８１から出力された光信号を第１の通信局１０に向けて出力し、かつ第２の通信局２０から出力された光信号を第２の信号変換部８２へ入力させるとともに第２の信号変換部８２から出力された光信号を第２の通信局２０に向けて出力する第１のスイッチ処理、または、第２の通信局２０から出力された光信号を第１の信号変換部８１へ入力させるとともに第１の信号変換部８１から出力された光信号を第２の通信局２０に向けて出力し、かつ第１の通信局１０から出力された光信号を第２の信号変換部８２へ入力させるとともに第２の信号変換部８２から出力された光信号を第１の通信局１０に向けて出力する第２のスイッチ処理、を実行する光スイッチ部８７０を備える。
【００２８】
光スイッチ部８７０は、第１の信号変換部８１および第２の信号変換部８２の各々から出力される光信号の伝送先を切り替えるサブスイッチ８７１と、図１に示した第１の通信局１０および第２の通信局２０の各々から伝送されてきた光信号の入力先を切り替えるサブスイッチ８７２とにより構成されている。
【００２９】
第１の信号変換部８１は、光送受信器８１０を備える。第２の信号変換部８２は、光送受信器８３０および８４０と、光送受信器８３０および８４０の各々から出力された光信号を合波して外部すなわち光スイッチ部８７０へ出力する光合波部８５０と、外部すなわち光スイッチ部８７０から入力された光信号を分岐させて光送受信器８３０および８４０へ入力させる光分岐部８６０と、を備える。
【００３０】
第１の信号変換部８１の光送受信器８１０は、無変調光を発光する光源８１１と、入力された光を２分岐させる偏波保持光カプラ８１２と、入力された電気信号に対して変調処理および復調処理を含むデジタル信号処理を実行するデジタル信号処理部８１３と、入力された信号を増幅するドライバアンプ８１４と、入力された無変調光を変調する光変調器８１５と、入力された変調光に対してコヒーレント検波を行うコヒーレントレシーバ８１６とを備える。
【００３１】
第２の信号変換部８２の光送受信器８３０は、無変調光を発光する光源８３１と、入力された光を２分岐させる偏波保持光カプラ８３２と、入力された電気信号に対して変調処理および復調処理を含むデジタル信号処理を実行するデジタル信号処理部８３３と、入力された信号を増幅するドライバアンプ８３４と、入力された無変調光を変調する光変調器８３５と、入力された変調光に対してコヒーレント検波を行うコヒーレントレシーバ８３６とを備える。また、第２の信号変換部８２の光送受信器８４０は、無変調光を発光する光源８４１と、入力された光を２分岐させる偏波保持光カプラ８４２と、入力された電気信号に対して変調処理および復調処理を含むデジタル信号処理を実行するデジタル信号処理部８４３と、入力された信号を増幅するドライバアンプ８４４と、入力された無変調光を変調する光変調器８４５と、入力された変調光に対してコヒーレント検波を行うコヒーレントレシーバ８４６とを備える。
【００３２】
図２に示した光送受信装置６０が備えている光源６１１および６２１、図３に示した光送受信装置７０が備えている光源７０１、図４に示した光中継装置８０が備えている光源８１１、８３１および８４１は、例えば、半導体レーザーにより実現可能である。
【００３３】
図２に示した光送受信装置６０が備えている偏波保持光カプラ６１２および６２２、図３に示した光送受信装置７０が備えている偏波保持光カプラ７０２、図４に示した光中継装置８０が備えている偏波保持光カプラ８１２、８３２および８４２は、例えば、偏波保持型の光カプラであり、パワー比率が１：１の１対２光カプラにより実現可能である。
【００３４】
図２に示した光送受信装置６０が備えているデジタル信号処理部６１３および６２３、図３に示した光送受信装置７０が備えているデジタル信号処理部７０３、図４に示した光中継装置８０が備えているデジタル信号処理部８１３、８３３および８４３は、例えば、エンコーダ、デコーダ、モデム、フレーマ、デフレーマ、フィルタなどにより実現可能である。
【００３５】
図２に示した光送受信装置６０が備えているドライバアンプ６１４および６２４、図３に示した光送受信装置７０が備えているドライバアンプ７０４、図４に示した光中継装置８０が備えているドライバアンプ８１４、８３４および８４４は、例えば、増幅回路により実現可能である。
【００３６】
図２に示した光送受信装置６０が備えている光変調器６１５および６２５、図３に示した光送受信装置７０が備えている光変調器７０５、図４に示した光中継装置８０が備えている光変調器８１５、８３５および８４５は、例えば、偏波多重Ｉ／Ｑ光変調器により実現可能である。
【００３７】
図２に示した光送受信装置６０が備えているコヒーレントレシーバ６１６および６２６、図３に示した光送受信装置７０が備えているコヒーレントレシーバ７０６、図４に示した光中継装置８０が備えているコヒーレントレシーバ８１６、８３６および８４６は、例えば、偏波ダイバーシチ型集積コヒーレントレシーバにより実現可能である。
【００３８】
図２に示した光送受信装置６０が備えている光合波部６３０、図４に示した光中継装置８０が備えている光合波部８５０は、例えば、パワー比率が１：１の２対１光カプラにより実現可能である。
【００３９】
図２に示した光送受信装置６０が備えている光分岐部６４０、図４に示した光中継装置８０が備えている光分岐部８６０は、例えば、パワー比率が１：１の１対２光カプラにより実現可能である。
【００４０】
図４に示した光中継装置８０が備えている電気信号伝達部８２０は、例えば、スイッチ回路により実現可能である。
【００４１】
図４に示した光中継装置８０が備えている光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１および８７２は、光スイッチにより実現可能である。
【００４２】
つづいて、図１に示した光伝送システムの動作について説明する。一例として、第１の通信局１０と再生中継局３０との間では偏波多重ＱＰＳＫ光信号を伝送し、再生中継局３０と第２の通信局２０との間では偏波多重１６ＱＡＭ光信号を伝送する場合の動作について説明する。なお、これ以降の説明においては、便宜上、第１の通信局１０を「Ａ局」、第２の通信局を「Ｂ局」と称する場合がある。
【００４３】
（第１の通信局１０から第２の通信局２０への光信号伝送動作）
まず、第１の通信局１０から第２の通信局２０への光信号伝送動作について、図１から図４を参照しながら説明する。
【００４４】
図１に示した第１の通信局１０であるＡ局を構成する光送受信装置６０、すなわち図２に示した構成の光送受信装置６０内部の光送受信器６１０において、光源６１１は、無変調光を生成して偏波保持光カプラ６１２に出力する。光源６１１は、例えば、ＩＴＵ−Ｔ（International  Telecommunication  Union−Telecommunication  Standardization  Sector）で規定されている、Ｃ帯またはＬ帯のフレキシブルグリッドに沿った波長で発光する。偏波保持光カプラ６１２は、光源６１１から入力された無変調光を２分岐して光変調器６１５およびコヒーレントレシーバ６１６に出力する。デジタル信号処理部６１３は、図示しない外部から入力される１００ＧｂＥ（Ｇｉｇａｂｉｔ  Ｅｔｈｅｒｎｅｔ）等のクライアント信号に対して、デジタル信号処理、具体的には、ＯＴＵ４（Ｏｐｔｉｃａｌ  ｃｈａｎｎｅｌ  Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ  Ｕｎｉｔ  Ｌｅｖｅｌ４）フレーム化、誤り訂正符号化、偏波多重ＱＰＳＫ信号を生成するためのマッピング処理等を行う。ＯＴＵ４フレームは、ＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０９において規定されているＯＴＵフレームの一種である。誤り訂正符号化では、例えば、冗長度が２０％以上の低密度パリティ検査符号を用いて符号化を行う。この場合、受信側では軟判定復号を行う。デジタル信号処理部６１３は、クライアント信号に対してデジタル信号処理を実行して得られた電気信号をドライバアンプ６１４に出力する。ドライバアンプ６１４は、デジタル信号処理部６１３から入力された電気信号を増幅して、光変調器６１５に出力する。光変調器６１５は、偏波保持光カプラ６１２から入力される無変調光を、ドライバアンプ６１４から入力される電気信号で変調し、第２の通信局２０であるＢ局へ伝送する光信号として光合波部６３０に出力する。
【００４５】
光送受信装置６０内部の光送受信器６２０においては、光送受信器６１０と同様の手順で第２の通信局２０へ伝送する光信号を生成し、光合波部６３０に出力する。ただし、光送受信器６２０は、光送受信器６１０とは異なる波長の光信号を生成する。すなわち、光送受信器６１０の光源６１１と光送受信器６２０の光送受信器６２１とは互いに異なる波長の無変調光を生成する。光源６１１の発振周波数と光源６２１の発振周波数との差は、例えば、略３７．５ＧＨｚとする。
【００４６】
光合波部６３０は、光送受信器６１０および６２０の各々から入力される光信号を合波し、外部すなわち伝送部４１に出力する。
【００４７】
伝送部４１は、Ａ局が備えている光送受信装置６０の光合波部６３０から出力された光信号を再生中継局３０内の光中継装置８０へ伝送する。図４に示した構成の光中継装置８０においては、伝送部４１経由でＡ局から伝送されてきた光信号が光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１に入力される。
【００４８】
光中継装置８０において、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１は、伝送部４１経由でＡ局から入力される光信号の経路選択を行い、ここでは光分岐部８６０に出力する。光分岐部８６０は、光スイッチ部８７０から入力されるＡ局からの光信号を分岐し、光送受信器８３０のコヒーレントレシーバ８３６および光送受信器８４０のコヒーレントレシーバ８４６に出力する。
【００４９】
光送受信器８３０において、光源８３１は、無変調光を生成し、偏波保持光カプラ８３２に出力する。光源８３１は、例えば、Ｃ帯またはＬ帯のフレキシブルグリッドに沿った波長で発光する。なお、光源８３１が生成する無変調光の波長は、図２に示した光送受信器６１０の光源６１１が生成する無変調光の波長または光送受信器６２０の光源６２１が生成する無変調光の波長と略一致した波長とする。偏波保持光カプラ８３２は、光源８３１から出力された無変調光を２分岐して光変調器８３５およびコヒーレントレシーバ８３６に出力する。コヒーレントレシーバ８３６は、光分岐部８６０から入力される光信号を、偏波保持光カプラ８３２から入力される無変調光と干渉させてコヒーレント検波を行い、コヒーレント検波により得られた電気信号をデジタル信号処理部８３３に出力する。デジタル信号処理部８３３は、コヒーレントレシーバ８３６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を行い、受信信号に含まれる歪み等、例えば、波長分散、偏波変動、偏波モード分散、搬送波周波数オフセット、搬送波位相変動等を補償するとともに、誤り訂正復号を行い、さらに、ＯＴＵ４フレームをデフレーム化する。デジタル信号処理部８３３は、デジタル信号処理を実施した後の１００Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号を電気信号伝達部８２０に出力する。
【００５０】
また、光送受信器８４０において、光源８４１は、無変調光を生成し、偏波保持光カプラ８４２に出力する。光源８４１は、例えば、Ｃ帯またはＬ帯のフレキシブルグリッドに沿った波長で発光する。なお、光源８４１が生成する無変調光の波長は、図２に示した光送受信器６１０の光源６１１が生成する無変調光の波長または光送受信器６２０の光源６２１が生成する無変調光の波長と略一致し、かつ光源８３１が生成する無変調光とは異なる波長とする。例えば、光源８３１が生成する無変調光の波長と光源６１１が生成する無変調光の波長とを略一致させる場合、光源８４１が生成する無変調光の波長と光源６２１が生成する無変調光の波長とを略一致させる。一方、光源８３１が生成する無変調光の波長と光源６２１が生成する無変調光の波長とを略一致させる場合、光源８４１が生成する無変調光の波長と光源６１１が生成する無変調光の波長とを略一致させる。偏波保持光カプラ８４２は、光源８４１から出力された無変調光を２分岐して光変調器８４５およびコヒーレントレシーバ８４６に出力する。コヒーレントレシーバ８４６は、光分岐部８６０から入力される光信号を、偏波保持光カプラ８４２から入力される無変調光と干渉させてコヒーレント検波を行い、コヒーレント検波により得られた電気信号をデジタル信号処理部８４３に出力する。デジタル信号処理部８４３は、コヒーレントレシーバ８４６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を行い、受信信号に含まれる歪み等、例えば、波長分散、偏波変動、偏波モード分散、搬送波周波数オフセット、搬送波位相変動等を補償するとともに、誤り訂正復号を行い、さらに、ＯＴＵ４フレームをデフレーム化する。デジタル信号処理部８４３は、デジタル信号処理を実施した後の１００Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号を電気信号伝達部８２０に出力する。
【００５１】
電気信号伝達部８２０は、デジタル信号処理部８３３および８４３の各々から出力された電気信号を光送受信器８１０のデジタル信号処理部８１３に入力させる。
【００５２】
光送受信器８１０において、光源８１１は、無変調光を生成し、偏波保持光カプラ８１２に出力する。光源８１１は、例えば、Ｃ帯またはＬ帯のフレキシブルグリッドに沿った波長で発光する。偏波保持光カプラ８１２は、光源８１１から出力された無変調光を２分岐して光変調器８１５およびコヒーレントレシーバ８１６に出力する。デジタル信号処理部８１３は、電気信号伝達部８２０を介して光送受信器８３０のデジタル信号処理部８３３から入力された電気信号および電気信号伝達部８２０を介して光送受信器８４０のデジタル信号処理部８４３から入力された電気信号を組み合わせて、すなわち時分割多重してＯＴＵＣｎフレーム化することにより２００Ｇｂｉｔ／ｓの電気信号を生成する。ＯＴＵＣｎフレームはＯＴＵフレームの一種である。フレーム化はＩＴＵ−Ｔ  Ｇ．７０９に従って行う。デジタル信号処理部８１３は、さらに、生成した電気信号に対して誤り訂正符号化、偏波多重１６ＱＡＭ信号を生成するためのマッピング処理、搬送波位相スリップ補償すなわちサイクルスリップ補償に用いられるパイロット信号の挿入、電気的信号処理による波形整形等を行い、これらの処理を行って得られた電気信号をドライバアンプ８１４に出力する。誤り訂正符号化では、例えば、冗長度が２０％以上の低密度パリティ検査符号を用いて符号化を行う。このように、デジタル信号処理部８１３が、Ａ局を構成する光送受信装置６０におけるデジタル信号処理部すなわち図２に示したデジタル信号処理部６１３および６２３とは異なる変調方式で電気信号を変調することにより、光中継装置８０において変調方式の変更が可能である。ドライバアンプ８１４は、デジタル信号処理部８１３から入力された電気信号を増幅して光変調器８１５に出力する。光変調器８１５は、偏波保持光カプラ８１２から入力された無変調光を、ドライバアンプ８１４から入力された電気信号で変調し、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７２に出力する。
【００５３】
光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７２は、光送受信器８１０の光変調器８１５から入力される光信号の経路選択を行い、ここでは第２の通信局２０であるＢ局に接続される伝送部５１に出力する。
【００５４】
これにより、光中継装置８０において、クライアントとの間のビットレートであるクライアントレートが１００Ｇｂ／ｓの偏波多重ＱＰＳＫ信号２波を、クライアントレートが２００Ｇｂ／ｓの偏波多重１６ＱＡＭ信号１波に変換することができる。すなわち、光中継装置８０は、Ａ局から送信された光信号をＢ局に向けて再生中継する際に変調方式を変更することができる。
【００５５】
伝送部５１は、再生中継局３０が備えている光送受信装置８０の光スイッチ部８７０を構成しているサブスイッチ８７２から出力された光信号を第２の通信局２０内の光送受信部７０へ伝送する。図３に示した構成の光送受信装置７０において、伝送部５１経由で再生中継局３０から伝送されてきた光信号はコヒーレントレシーバ７０６に入力される。
【００５６】
光送受信装置７０において、光源７０１は、無変調光を生成し、偏波保持光カプラ７０２に出力する。光源７０１は、例えば、Ｃ帯またはＬ帯のフレキシブルグリッドに沿った波長で発光する。なお、光源７０１が生成する無変調光の波長は、図４に示した光送受信器８１０の光源８１１が生成する無変調光の波長と略一致した波長とする。偏波保持光カプラ７０２は、光源７０１から出力された無変調光を２分岐して光変調器７０５およびコヒーレントレシーバ７０６に出力する。コヒーレントレシーバ７０６は、伝送部５１から入力される光信号を、偏波保持光カプラ７０２から入力される無変調光と干渉させてコヒーレント検波を行い、コヒーレント検波により得られた電気信号をデジタル信号処理部７０３に出力する。デジタル信号処理部７０３は、コヒーレントレシーバ７０６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を行い、受信信号に含まれる歪み等、例えば、波長分散、偏波変動、偏波モード分散、搬送波周波数オフセット、搬送波位相変動等を補償するとともに、誤り訂正復号を行い、さらに、ＯＴＵＣｎフレームをデフレーム化する。デフレーム化は、上述した光送受信器８１０のデジタル信号処理部８１３がＯＴＵＣｎフレームを生成する際に行うフレーム化の逆の処理である。これにより、２系統の１００Ｇｂ／ｓの電気信号が得られる。デジタル信号処理部７０３は、コヒーレントレシーバ７０６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を実行して得られた２系統の電気信号を図示しない外部に出力する。
【００５７】
このように、再生中継局３０の光中継装置８０は、第１の通信局１０から送信された光信号を第２の通信局２０へ再生中継する際に変調方式を変更することができる。また、光中継装置８０は、光信号を再生中継する際に波長を変更することが可能である。
【００５８】
（第２の通信局２０から第１の通信局１０への光信号伝送動作）
次に、第２の通信局２０から第１の通信局１０への光信号伝送動作について説明する。なお、第１の通信局１０、第２の通信局２０および再生中継局３０の各々を構成している各光源、各偏波保持光カプラの動作は、上述した「第１の通信局１０から第２の通信局２０への光信号伝送動作」と共通であるため、説明を省略する。
【００５９】
図１に示した第２の通信局２０であるＢ局を構成する光送受信装置７０、すなわち図３に示した構成の光送受信装置７０内部の光送受信器７００において、デジタル信号処理部７０３は、図示しない外部から入力される１００Ｇｉｔ／ｓのクライアント信号２系統に対して、デジタル信号処理、具体的には、ＯＴＵＣｎフレーム化、誤り訂正符号化、偏波多重１６ＱＡＭ信号を生成するためのマッピング処理等を行う。ＯＴＵＣｎフレーム化は、上述した光送受信器８１０のデジタル信号処理部８１３が行うＯＴＵＣｎフレーム化と同様の処理である。誤り訂正符号化では、例えば、冗長度が２０％以上の低密度パリティ検査符号を用いて符号化を行う。この場合、受信側では軟判定復号を行う。デジタル信号処理部７０３は、クライアント信号に対してデジタル信号処理を実行して得られた電気信号をドライバアンプ７０４に出力する。ドライバアンプ７０４は、デジタル信号処理部７０３から入力された電気信号を増幅して、光変調器７０５に出力する。光変調器７０５は、偏波保持光カプラ７０２から入力される無変調光を、ドライバアンプ７０４から入力される電気信号で変調し、第１の通信局１０であるＡ局へ伝送する光信号として伝送部５２に出力する。
【００６０】
伝送部５２は、Ｂ局が備えている光送受信装置７０の光変調器７０５から出力された光信号を再生中継局３０内の光中継装置８０へ伝送する。図４に示した構成の光中継装置８０においては、伝送部５２経由でＢ局から伝送されてきた光信号が光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１に入力される。
【００６１】
光中継装置８０において、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１は、伝送部５２経由でＢ局から入力される光信号の経路選択を行い、ここでは光送受信器８１０のコヒーレントレシーバ８１６に出力する。
【００６２】
光送受信器８１０において、コヒーレントレシーバ８１６は、サブスイッチ８７１から入力される光信号を、偏波保持光カプラ８１２から入力される無変調光と干渉させてコヒーレント検波を行い、コヒーレント検波により得られた電気信号をデジタル信号処理部８１３に出力する。デジタル信号処理部８１３は、コヒーレントレシーバ８１６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を行い、受信信号に含まれる歪み等、例えば、波長分散、偏波変動、偏波モード分散、搬送波周波数オフセット、搬送波位相変動等を補償するとともに、誤り訂正復号を行い、さらに、ＯＴＵＣｎフレームをデフレーム化する。この結果、２系統の１００Ｇｂ／ｓの電気信号が得られる。デジタル信号処理部８１３は、コヒーレントレシーバ８１６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を実行して得られた２系統の電気信号を電気信号伝達部８２０に出力する。
【００６３】
電気信号伝達部８２０は、デジタル信号処理部８１３から出力された２系統の電気信号のうち、一方を光送受信器８３０のデジタル信号処理部８３３に入力させ、他方を光送受信器８４０のデジタル信号処理部８４３に入力させる。
【００６４】
光送受信器８３０において、デジタル信号処理部８３３は、電気信号伝達部８２０を介して光送受信器８１０のデジタル信号処理部８１３から入力された電気信号をＯＴＵ４フレーム化する。デジタル信号処理部８３３は、さらに、ＯＴＵ４フレーム化後の電気信号に対して誤り訂正符号化、偏波多重ＱＰＳＫ信号を生成するためのマッピング処理、搬送波位相スリップ補償すなわちサイクルスリップ補償に用いられるパイロット信号の挿入、電気的信号処理による波形整形等を行い、これらの処理を行って得られた電気信号をドライバアンプ８３４に出力する。誤り訂正符号化では、例えば、冗長度が２０％以上の低密度パリティ検査符号を用いて符号化を行う。このように、デジタル信号処理部８３３が、Ｂ局を構成する光送受信装置７０におけるデジタル信号処理部すなわち図３に示したデジタル信号処理部７０３とは異なる変調方式で電気信号を変調することにより、光中継装置８０において変調方式の変更が可能である。ドライバアンプ８３４は、デジタル信号処理部８３３から入力された電気信号を増幅して光変調器８３５に出力する。光変調器８３５は、偏波保持光カプラ８３２から入力された無変調光を、ドライバアンプ８３４から入力された電気信号で変調し、Ａ局へ中継する光信号として光合波部８５０に出力する。
【００６５】
光送受信器８４０においては、電気信号伝達部８２０を介して光送受信器８１０のデジタル信号処理部８１３から入力された電気信号に対して、光送受信器８３０と同様の手順を実行し、Ａ局へ中継する光信号を生成する。
【００６６】
光合波部８５０は、光送受信器８３０および８４０の各々から入力される光信号を合波し、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７２に出力する。
【００６７】
光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７２は、光合波部８５０から入力される光信号の経路選択を行い、ここではＡ局に接続される伝送部４２に出力する。
【００６８】
これにより、光中継装置８０において、クライアントレートが２００Ｇｂｉｔ／ｓの偏波多重１６ＱＡＭ信号１波を、クライアントレートが１００Ｇｂｉｔ／ｓの偏波多重ＱＰＳＫ信号２波に変換することができる。すなわち、光中継装置８０は、Ｂ局から送信された光信号をＡ局に向けて再生中継する際に変調方式を変更することができる。
【００６９】
伝送部４２は、再生中継局３０が備えている光送受信装置８０の光スイッチ部８７０を構成しているサブスイッチ８７２から出力された光信号をＡ局内の光送受信部６０へ伝送する。
【００７０】
図２に示した構成の光送受信装置６０において、伝送部４２経由で再生中継局３０から伝送されてきた光信号は光分岐部６４０に入力される。光分岐部６４０は、例えば、パワー比率が１：１の１対２光カプラを用いて、伝送部４２から入力される光信号を分岐し、光送受信器６１０のコヒーレントレシーバ６１６および光送受信器６２０のコヒーレントレシーバ６２６に出力する。
【００７１】
光送受信器６１０において、コヒーレントレシーバ６１６は、光分岐部６４０から入力される光信号を、偏波保持光カプラ６１２から入力される無変調光と干渉させてコヒーレント検波を行い、コヒーレント検波により得られた電気信号をデジタル信号処理部６１３に出力する。デジタル信号処理部６１３は、コヒーレントレシーバ６１６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を行い、受信信号に含まれる歪み等、例えば、波長分散、偏波変動、偏波モード分散、搬送波周波数オフセット、搬送波位相変動等を補償するとともに、誤り訂正復号を行い、さらに、ＯＴＵ４フレームをデフレーム化する。この結果、１００Ｇｂ／ｓの電気信号が得られる。デジタル信号処理部６１３は、コヒーレントレシーバ６１６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を実行して得られた電気信号を図示しない外部に出力する。
【００７２】
また、光送受信器６２０において、コヒーレントレシーバ６２６は、光分岐部６４０から入力される光信号を、偏波保持光カプラ６２２から入力される無変調光と干渉させてコヒーレント検波を行い、コヒーレント検波により得られた電気信号をデジタル信号処理部６２３に出力する。デジタル信号処理部６２３は、コヒーレントレシーバ６２６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を行い、受信信号に含まれる歪み等、例えば、波長分散、偏波変動、偏波モード分散、搬送波周波数オフセット、搬送波位相変動等を補償するとともに、誤り訂正復号を行い、さらに、ＯＴＵ４フレームをデフレーム化する。この結果、１００Ｇｂ／ｓの電気信号が得られる。デジタル信号処理部６２３は、コヒーレントレシーバ６２６から入力された電気信号に対してデジタル信号処理を実行して得られた電気信号を図示しない外部に出力する。
【００７３】
このように、再生中継局３０の光中継装置８０は、第２の通信局２０から送信された光信号を第１の通信局１０へ再生中継する際に変調方式を変更することができる。また、光中継装置８０は、光信号を再生中継する際に波長を変更することが可能である。
【００７４】
以上の説明において、再生中継局３０の光中継装置８０は、第１の通信局１０から送信された偏波多重ＱＰＳＫ信号２波を偏波多重１６ＱＡＭ信号１波に変換して第２の通信局２０へ送信し、第２の通信局２０から送信された偏波多重１６ＱＡＭ信号１波を偏波多重ＱＰＳＫ信号２波に変換して第１の通信局１０へ送信することとした。これとは逆のケース、すなわち、伝送部４１および４２を介して接続された第１の通信局１０が偏波多重１６ＱＡＭ信号１波を送受信する構成であり、伝送部５１および５２を介して接続された第２の通信局２０が偏波多重ＱＰＳＫ信号２波を送受信する構成の場合、光中継装置８０は、光スイッチ部８７０の設定を変更することにより対応可能である。
【００７５】
図５は、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１および８７２の設定を、図４と比較して切り替えた例を示す図である。
【００７６】
図５に示した例では、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７１がＡ局から出力された光信号を受け取って光送受信器８１０のコヒーレントレシーバ８１６に入力させるとともにＢ局２０から出力された光信号を受け取って光分岐部８６０に入力させる。また、光スイッチ部８７０のサブスイッチ８７２が光送受信部８１０の光変調器８１５から出力された光信号を受け取ってＡ局に向けて出力するとともに光合波部８５０から出力された光信号を受け取ってＢ局に向けて出力する。
【００７７】
このように、再生中継局３０の光中継装置８０は、伝送路側の光インタフェースを接続変更することなく、Ａ局との間の光信号を偏波多重１６ＱＡＭとし、Ｂ局との間の信号を偏波多重ＱＰＳＫとすることができる。
【００７８】
図６は、再生中継局３０の光中継装置８０がＡ局とＢ局との間で光信号を再生中継する動作を示すフローチャートである。
【００７９】
光中継装置８０は、Ａ局およびＢ局の一方が接続された第１の伝送路から光信号が入力されると、入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調する（ステップＳ１）。次に、光中継装置８０は、復調後の電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換し、Ａ局およびＢ局の他方が接続された第２の伝送路に出力する（ステップＳ２）。また、光中継装置８０は、第２の伝送路から光信号が入力されると、入力された光信号を電気信号に変換するとともに復調する（ステップＳ３）。次に、光中継装置８０は、復調後の電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換し、第１の伝送路に出力する（ステップＳ４）。ステップＳ１およびＳ２が第１の中継ステップ、ステップＳ３およびＳ４が第２の中継ステップである。
【００８０】
Ａ局、Ｂ局および光中継装置８０の接続関係が図４に示したものである場合、例えば、上記のステップＳ１およびＳ２において、光中継装置８０は、Ａ局から出力された偏波多重ＱＰＳＫ光信号を偏波多重１６ＱＡＭ光信号に変換してＢ局に向けて出力する。また、ステップＳ３およびＳ４において、光中継装置８０は、Ｂ局から出力された偏波多重１６ＱＡＭ光信号を偏波多重ＱＰＳＫ光信号に変換してＡ局に向けて出力する。この場合、第１の変調方式が１６ＱＡＭ、第２の変調方式がＱＰＳＫとなる。
【００８１】
Ａ局、Ｂ局および光中継装置８０の接続関係が図５に示したものである場合、例えば、上記のステップＳ１およびＳ２において、光中継装置８０は、Ａ局から出力された偏波多重偏波多重１６ＱＡＭを偏波多重ＱＰＳＫ光信号に変換してＢ局に向けて出力する。また、ステップＳ３およびＳ４において、光中継装置８０は、Ｂ局から出力された偏波多重ＱＰＳＫ光信号を偏波多重１６ＱＡＭ光信号に変換してＡ局に向けて出力する。この場合、第１の変調方式がＱＰＳＫ、第２の変調方式が１６ＱＡＭとなる。
【００８２】
なお、本実施の形態の光中継装置８０は、光信号を再生中継する際に、クライアントレートが１００Ｇｂｉｔ／ｓの偏波多重ＱＰＳＫ信号２波と、クライアントレートが２００Ｇｂｉｔ／ｓの偏波多重１６ＱＡＭ信号１波との間の変調方式変換を行うこととしたが、これに限定するものではない。図４に示した構成の場合、光中継装置８０は、１波対２波の変換であれば、例えばＢＰＳＫとＱＰＳＫとの間の変換、８ＱＡＭと６４ＱＡＭとの間の変換等を行うことができる。これらの変換は、図４に示したデジタル信号処理部８１３、８３３および８４３が実行するデジタル信号処理を変更することにより実現可能である。また、光中継装置８０の構成、具体的には、第１の信号変換部８１が備える光送受信器の数および第２の信号変換部８２が備える光送受信器の数を変更するとともに電気信号伝達部８２０の設定を変更することにより、より一般化した構成、すなわち、多値度がｍ［ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ］で波長数がＭ［波］の光信号と、多値度がｎ［ｂｉｔ／ｓｙｍｂｏｌ］で波長数がＮ［波］の光信号との変換にも適用することが可能である。ｍ、Ｍ、ｎおよびＮは自然数とする。なお、シンボルレートを共通とする場合にはｍＭ＝ｎＮである必要がある。
【００８３】
伝送部側のビットレートであるラインレートは、フレームオーバヘッド、誤り訂正符号パリティ、搬送波位相スリップ補償に用いる等の冗長度込みで、偏波多重ＱＰＳＫの場合、例えば１３０Ｇｂｉｔ／ｓとし、偏波多重１６ＱＡＭの場合、例えば２６０Ｇｂｉｔ／ｓとする。偏波多重ＱＰＳＫの場合と、偏波多重１６ＱＡＭの場合とで冗長度を異なる設定とすることも可能である。
【００８４】
例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓの伝送容量をもつクライアント信号としては１００ＧｂＥまたはＯＴＵ４が用いられる。このとき、光伝送が行われる区間、すなわち第１の通信局１０と再生中継局３０との間の区間および再生中継局３０と第２の通信局２０との間の区間で使用するフレームの形式としては、１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号を収容可能なＯＴＵ４フレームまたは１００Ｇｂｉｔ／ｓ信号の倍数を収容可能なＯＴＵＣｎフレームが用いられる。
【００８５】
本実施の形態の光伝送システムにおいては、チャネル当たりのシンボルレートを、主として１Ｇｓｙｍｂｏｌ／ｓ〜１００Ｇｓｙｍｂｏｌ／ｓの範囲として用いることが想定される。ただし、本発明は、シンボルレートを上記範囲に限定するものではない。複数チャネルの間で異なるシンボルレートの信号を混在させることも可能である。
【００８６】
以上のように、本実施の形態にかかる光伝送システムにおいて、光中継装置８０は、第１の信号変換部８１および第２の信号変換部８２を備える。第１の信号変換部８１は、第１の通信局１０または第２の通信局から出力された光信号を電気信号に変換するとともに復調して第２の信号変換部８２側に出力し、第２の信号変換部８２側から入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して第１の通信局１０または第２の通信局２０に出力する。また、第２の信号変換部８２は、第１の信号変換部８１から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して第２の通信局２０または第１の通信局１０に出力し、第２の通信局２０または第１の通信局１０から出力された光信号を電気信号に変換するとともに復調して第１の信号変換部１０側に出力する。これにより、光中継装置８０は、光信号を再生中継する際に変調方式を変更することができる。
【００８７】
また、光中継装置８０が備えている光送受信器８１０、８３０および８４０は、光信号の受信系および送信系で共通の無変調光を使用する構成としたので、各光送受信器に搭載する光源を１台とすることができ、低コスト化を実現できる。一方、これらの各光送受信器が光信号の受信系および送信系で共通の無変調光を使用する構成であっても、光中継装置８０は、光信号の再生中継において波長を変換することができる。従って、光中継装置８０によれば、変調方式および波長の双方を変換可能な再生中継を低コストで実現することができる。
【００８８】
また、光中継装置８０が光スイッチ部８７０を備えることとしたので、変調方式変換の方向を光インタフェースの接続変更をすることなく変更でき、柔軟な運用が可能な光伝送システムを実現できる。
【００８９】
以上の実施の形態に示した構成は、本発明の内容の一例を示すものであり、別の公知の技術と組み合わせることも可能であるし、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、構成の一部を省略、変更することも可能である。
【符号の説明】
【００９０】
１０  第１の通信局、２０  第２の通信局、３０  再生中継局、４１，４２，５１，５２  伝送部、６０，７０  光送受信装置、８０  光中継装置、８１  第１の信号変換部、８２  第２の信号変換部、６１０，６２０，７００，８１０，８３０，８４０  光送受信器、６１１，６２１，７０１，８１１，８３１，８４１  光源、６１２，６２２，７０２，８１２，８３２，８４２  偏波保持光カプラ、６１３，６２３，７０３，８１３，８３３，８４３  デジタル信号処理部、６１４，６２４，７０４，８１４，８３４，８４４  ドライバアンプ、６１５，６２５，７０５，８１５，８３５，８４５  光変調器、６１６，６２６，７０６，８１６，８３６，８４６  コヒーレントレシーバ、６３０，８５０  光合波部、６４０，８６０  光分岐部、８２０  電気信号伝達部、８７０  光スイッチ部、８７１，８７２  サブスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【手続補正書】
【提出日】平成29年9月11日(2017.9.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信する第１の信号変換部と、
前記第１の信号変換部から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信し、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して前記第１の信号変換部に入力される電気信号として出力する第２の信号変換部と、
第１の通信局から出力された光信号を前記第１の信号変換部へ入力させるとともに前記第１の信号変換部から出力された光信号を前記第１の通信局に向けて出力し、かつ第２の通信局から出力された光信号を前記第２の信号変換部へ入力させるとともに前記第２の信号変換部から出力された光信号を前記第２の通信局に向けて出力する第１のスイッチ処理、または、前記第２の通信局から出力された光信号を前記第１の信号変換部へ入力させるとともに前記第１の信号変換部から出力された光信号を前記第２の通信局に向けて出力し、かつ前記第１の通信局から出力された光信号を前記第２の信号変換部へ入力させるとともに前記第２の信号変換部から出力された光信号を前記第１の通信局に向けて出力する第２のスイッチ処理を行う光スイッチと、
を備えることを特徴とする光中継装置。
【請求項２】
ｍ、Ｍ、ｎおよびＮを自然数としたとき、
前記第１の信号変換部に入力される光信号および前記第１の信号変換部が出力する光信号を多値度がｍかつ波長数がＭの光信号とし、
前記第２の信号変換部に入力される光信号および前記第２の信号変換部が出力する光信号を多値度がｎかつ波長数がＮの光信号とする、
ことを特徴とする請求項１に記載の光中継装置。
【請求項３】
前記ｍ、Ｍ、ｎおよびＮは、ｍＭ＝ｎＮを満たすことを特徴とする請求項２に記載の光中継装置。
【請求項４】
前記第１の信号変換部は、多値度がｍの光信号が入力されると電気信号に変換して出力し、電気信号が入力されると多値度がｍの光信号に変換して出力する光送受信器をＭ個備え、
前記第２の信号変換部は、多値度がｎの光信号が入力されると電気信号に変換して出力し、電気信号が入力されると多値度がｎの光信号に変換して出力する光送受信器をＮ個備える、
ことを特徴とする請求項２または３に記載の光中継装置。
【請求項５】
前記第１の信号変換部が備えているＭ個の光送受信器の各々および前記第２の信号変換部が備えているＮ個の光送受信器の各々は、
１つの光源を備え、
前記１つの光源が生成した無変調光を、光信号を電気信号に変換する処理および電気信号を光信号に変換する処理の双方で使用する、
ことを特徴とする請求項４に記載の光中継装置。
【請求項６】
前記第１の信号変換部が備えているＭ個の光送受信器の各々から出力される光信号は偏波多重４値位相変調方式で変調された光信号であり、
前記第２の信号変換部が備えているＮ個の光送受信器の各々から出力される光信号は偏波多重１６値直交振幅変調方式で変調された光信号であり、
前記ＭおよびＮはＭ＝２Ｎの関係である、
ことを特徴とする請求項４または５に記載の光中継装置。
【請求項７】
前記第１の信号変換部が備えているＭ個の光送受信器の各々および前記第２の信号変換部が備えているＮ個の光送受信器の各々は、
無変調光を生成する光源と、
前記光源で生成された前記無変調光を２分岐させる偏波保持光カプラと、
入力された光信号を前記偏波保持光カプラで２分岐された後の前記無変調光の一方を使用してコヒーレント検波するコヒーレントレシーバと、
前記コヒーレントレシーバが前記コヒーレント検波を実行して得られた電気信号を復調して外部へ出力するとともに、外部から入力された電気信号を変調して外部へ出力するデジタル信号処理部と、
前記デジタル信号処理部から出力された前記変調後の電気信号を増幅するドライバアンプと、
前記偏波保持光カプラで２分岐された後の前記無変調光の他方を前記ドライバアンプで増幅された後の前記電気信号を使用して変調して外部へ出力する光変調器と、
を備えることを特徴とする請求項４から６のいずれか一つに記載の光中継装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明にかかる光中継装置は、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して出力し、入力された電気信号を第１の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信する第１の信号変換部と、第１の信号変換部から出力された電気信号を第２の変調方式で変調するとともに光信号に変換して送信し、受信した光信号を電気信号に変換するとともに復調して第１の信号変換部に入力される電気信号として出力する第２の信号変換部と、第１の通信局から出力された光信号を第１の信号変換部へ入力させるとともに第１の信号変換部から出力された光信号を第１の通信局に向けて出力し、かつ第２の通信局から出力された光信号を第２の信号変換部へ入力させるとともに第２の信号変換部から出力された光信号を第２の通信局に向けて出力する第１のスイッチ処理、または、第２の通信局から出力された光信号を第１の信号変換部へ入力させるとともに第１の信号変換部から出力された光信号を第２の通信局に向けて出力し、かつ第１の通信局から出力された光信号を第２の信号変換部へ入力させるとともに第２の信号変換部から出力された光信号を第１の通信局に向けて出力する第２のスイッチ処理を行う光スイッチと、を備える。
【国際調査報告】
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