光传输方法及光传输系统与流程

本发明涉及一种光传输方法及光传输系统。

背景技术：

为了利用光纤进行长距离大容量传输，高密度的信号多路复用和克服光纤非线性光学效应是一大课题。

通过使多个光载波或光副载波(副载波)搭载不同信息来进行高密度波长多路复用，从而能够使每根光纤的传输容量增大。此处，将多路复用的光载波、光副载波分别称为通道。此外，通过使调制方式多相化也能够使传输容量增大。

过去，作为调制方式，使用对光的有无分配二相信号而对相当于1个符号传输1位的开关键控(On Off Keying：OOK)，但是如四进制相移键控(Quaternary Phase-Shift Keying：QPSK)、十六进制正交振幅调制(Quadrature Amplitude Modulation：QAM)那样，通过增加信号点而增加相当于1个符号的传输位数，从而能够使传输容量增大。QPSK及16QAM中，在光发送器中对同相位轴(In-Phase轴：I轴)和正交相位轴(Quadrature-Phase轴：Q轴)分配信号。

此外，已知一种方式，其通过使用偏振多路复用方式(Polarization Multiplexing)，从而将相当于1个符号的传输位数增加到2倍。偏振多路复用方式中，能够对正交的2个偏振分量(垂直偏振、水平偏振)独立地分配信号。

OOK信号的解调一直使用在接收侧检测光信号的有无来进行识别的直接检波方式。此外，差动二进制移相键控(Differential Binary Phase-Shift Keying：DBPSK)信号、差动QPSK(DQPSK)信号等解调一直使用使光信号延迟干涉后进行直接检波的(直接)延迟检波方式。使用偏振多路复用方式的信号多使用数字相干方式，所述数字相干方式通过数字信号处理对进行相干检波而得到的电信号进行补偿，所述相干检波在接收端使局部振荡光源与接收信号发生混合干涉来进行检波(例如参照非专利文献1、2)。

另一方面，进行长距离光传输时，要确保接收端的信号品质，根据位速率、调制方式、检波方式需要规定的光信号功率与噪声功率的比值，因此，需要以较高的光功率进行信号传输。此时，光纤中产生的起因于非线性光学效应的波形失真使信号品质劣化。(例如参照专利文献1)

非线性光学效应能够大致分为通道内产生的效应和通道间产生的效应。

作为通道内产生的非线性光学效应，可列举自相位调制(Self-Phase Modulation：SPM)。作为更狭义的定义，SPM可分类为通道内自相位调制(Intra-Channel SPM：ISPM)、通道内交叉相位调制(Intra-Channel Cross-Phase Modulation：IXPM)、通道内四光波混合(Intra-Channel Four-Wave Mixing：IFWM)等。

作为通道间产生的非线性光学效应，可列举交叉相位调制(Cross-Phase Modulation：XPM)、四光波混合(Four-Wave Mixing：FWM)、交叉偏振调制(Cross Polarization Modulation：XPolM)等。

无论哪种，在信号的光功率密度较高时，传输距离较长时，产生明显。此外，通道间产生的非线性光学效应在传输线的局部波长分散较小时，进行波长多路复用的通道的波长间隔较窄时，各通道的光信号的偏振状态在传输线内长期具有相关性且相互作用持续时，品质劣化明显。

偏振多路复用信号中，偏振状态根据垂直偏振与水平偏振的光相位差发生变化。因此，垂直偏振所搭载的数据与水平偏振所搭载的数据的关系会影响信号的偏振状态。数据模式多依赖用户信号(客户信号)决定，因此在多个通道间独立。因此，垂直偏振所搭载的数据与水平偏振所搭载的数据的关系在通道间随机，在多个通道间信号的偏振状态也必然随机。

图1是表示3个波长λ1、λ2、λ3中偏振状态相关性较低的状态的一例，是3个波长的偏振状态相对于每个符号在垂直偏振(Y-Pol)与水平偏振(X-Pol)中随机的例子。此时，通道间产生的非线性光学效应的产生被抑制。

然而，通常存在帧开销等多个通道间数据模式相同或非独立的区域。图2是表示OTUk(v)(Optical Transport Unit Level k(v)：光通路传送单元)帧格式的一例的图。OTUk帧由开销区域、有效负载区域、以及FEC(Forward Error Correction)奇偶性区域构成。有效负载区域插入客户信号，FEC奇偶性区域插入用于纠错的冗余位。开销区域插入传输线的监视信息、用于帧同步的信息。另外，帧格式可以是FEC奇偶性区域的比例与标准不同的OTUkV。此外，开销(OH)区域中，可以存在具有影响传输线的参数或规定的固定模式的区域。但是，数据模式非独立的区域中，存在固定模式时，可能无法在多个通道间使信号的偏振状态随机化，会有通道间产生的非线性光学效应的影响。

多个通道间，在帧开销等数据模式非独立的时刻较多时产生偏差。特别是由于多个通道间的基准时钟存在差分，因此非独立的时刻以较高概率产生偏差，但是反复进行帧发送，从而帧开销等数据模式非独立的时刻可能以较低概率在多个通道间一致。此时，多个通道间偏振状态具有相关性，接收部可能产生不可允许的错误。

图3是表示3个波长λ1、λ2、λ3中偏振状态相关性较高的状态的一例，是3个波长中信号只集中到垂直偏振(Y-Pol)与水平偏振(X-Pol)中的Y-Pol的例子。此时，通道间产生的非线性光学效应的产生变得明显。

以往，为了避免各通道的光信号的偏振状态在传输线内长期具有相关性而提出了以下方法：使用光零件(偏振扰频器)使波长多路复用信号的偏振随机化，降低通道间产生的非线性光学效应(例如参照专利文献2)。

此外，为了降低通道内的非线性光学效应，提出了以下方式：相对于每个符号将信号的偏振交替分配为正交偏振，从而降低相同偏振内的信号的光功率密度(例如参照专利文献2)。此外，还提出了以下方式：对以偏振多路复用为前提的信号，也使其脉冲宽度减半，并将其相对于每1/2个符号交替分配为正交偏振(例如参照专利文献3)。

作为对由非线性光学效应所引起的波形失真进行补偿的技术，已知一种数字反向传播算法，其通过数字信号处理模拟光纤的反向传播，以再现发送端的信号(例如参照非专利文献3)。此外，还已知一种光相位共轭法，其通过在传输线的中央将光的相位进行翻转，从而在接收端消除相位失真(例如参照非专利文献4)。

【现有技术文献】

【专利文献】

专利文献1：日本专利特开2001-136125号公报

专利文献2：美国专利第5841557号说明书

专利文献3：日本专利特开2012-108301号公报

专利文献4：国际公开第2012/073590号

专利文献5：国际公开第2011/096488号

【非专利文献】

非专利文献1：Optical Internetworking Forum，“100G Ultra Long Haul DWDM Framework Document”，2009年6月

非专利文献2：E.Yamazaki、除此以外27名，“Fast optical channel recovery in field demonstration of 100-Gbit/s Ethernet(注册商标)over OTN using real-time DSP”，Optics Express，2011年7月4日，vol.19,no.14,pp.13179―13184.

非专利文献3：X.Li、除此以外6名，“Electronic post-compensation of WDM transmiss ion impairments using coherent detection and digital signal processing”，Optics Express，vol.16,no.2,pp.880-888,2008.

非专利文献4：D.D.Marcenac、除此以外6名，“40Gbit/stransmission over 406km of NDSF using mid-span spectral inversion by four-wave-mixing in a 2mm long semiconductor optical amplifier”，Electronics Letters,vol.33,no.10,pp.879-880,1997.

技术实现要素：

【发明要解決的技术问题】

上述的专利文献2的方法对降低利用直接检波或(直接)延迟检波进行信号检测的OOK信号、DBPSK信号、DQPSK信号的传输品质劣化有效。然而，运用于利用数字相干方式进行信号检测的偏振多路复用方式时，存在接收端的偏振分离处理困难的课题。

上述的专利文献3、专利文献4或专利文献5的方法对使通道内相同偏振内的光功率密度降低有效，但是存在无法在多个通道间管理光信号的偏振状态，无法降低因传输线内偏振状态长期具有相关性而产生的非线性光学效应的课题。

上述的非专利文献3、4的方法存在用于实现数字信号处理的电路规模庞大，需要用于在传输线中央将光相位翻转的装置的课题。

本发明为解决上述问题点开发而成，其目的在于获得一种光传输系统及光传输方法，通过缩短在传输线内多个通道间的偏振状态具有相关性的时间，从而降低通道间产生的非线性光学效应，抑制接收端的信号品质劣化。

【解决技术问题所采用的技术方案】

本发明的光传输方法使包含数据在内的多个通道分别进行波长多路复用而进行传输，其特征在于，数据由在通道间独立的数据区域和在通道间非独立的数据区域构成，通道间非独立的数据区域的数据模式可变。

【发明效果】

本发明不难在偏振多路复用和数字相干方式中进行接收端的偏振分离处理，能够在多个通道间对光信号的偏振状态进行管理，将接收部的错误发生率控制在规定的阈值以下，并且不使用复杂的信号处理或昂贵的光元件，便能够将接收部的错误发生率控制在规定的阈值以下。

附图说明

图1是表示多个通道间的偏振状态为随机的图。

图2是表示帧格式的图。

图3是表示多个通道间的偏振状态的相关性较高的图。

图4是表示本发明实施方式1所涉及的光传输系统的结构的一例的框图。

图5是表示本发明实施方式1所涉及的光发送部的结构的一例的框图。

图6是表示本发明实施方式1所涉及的光发送部的光信号生成部的结构的一例的框图。

图7是表示本发明实施方式1所涉及的光接收部的结构的一例的框图。

图8是表示本发明实施方式1所涉及的光发送部中的光信号检测部的结构的一例的框图。

图9是表示数据时刻一致的图。

图10是表示本发明实施方式2所涉及的数据模式控制的一例的示意图。

图11是表示本发明实施方式2及实施方式3所涉及的固定模式的概念的示意图。

图12是表示本发明实施方式2所涉及的随机模式的概念的示意图。

图13是表示本发明实施方式3所涉及的数据模式控制的一例的示意图。

图14是表示本发明实施方式3及实施方式4所涉及的混合模式的概念的示意图。

图15是表示本发明实施方式3及实施方式4所涉及的混合模式的概念的图。

图16是表示本发明实施方式3及实施方式4所涉及的混合模式的概念的示意图。

图17是表示本发明实施方式4所涉及的数据模式控制的一例的示意图。

具体实施方式

以下根据附图详细说明本发明所涉及的光传输装置的实施方式。另外，以下说明的实施方式是将本发明具体化时的一方式，并非将本发明限定在该范围内。

实施方式1.

图4是表示使用本发明实施方式1所涉及的光传输方法的光传输系统的一例的图。如图4所示，本实施方式1所涉及的光传输系统由光传输装置1000、由光纤及光中继器等构成的光传输部2100及2200、以及光传输装置3000构成。光传输装置1000由多个(N个)光发送接收部1100-1～1100-N、光合波部1200、光分波部1300、以及装置控制部1400构成。此处，N表示多路复用的光载波或光副载波的数量。

光传输装置3000由多个(N个)光发送接收部3100-1～3100-N、光合波部3200、光分波部3300、以及装置控制部3400构成。

光发送接收部1100-i由光发送部1110-i、光接收部1120-i、以及通道(ch)控制部1130-i构成。同样地，光发送接收部3100-i(i＝1～N)由光发送部3110-i、光接收部3120-i、以及通道(ch)控制部3130-i构成。此处，i表示光载波或光副载波的索引，采用1～N的整数。

图5是表示光发送部1110-i及光发送部3110-i的内部结构的一例的图。光发送部1100-i由OTUk帧生成部11、纠错编码部12、符号映射部13、帧处理部14、数据模式控制部15、数据模式处理部16、信号整形部17、以及光信号生成部18构成。

图6是表示光信号生成部18的内部结构的一例的图。由数字模拟转换器51、调制器驱动器52、光源53、以及偏振多路复用I/Q光调制器54构成。

图7是表示光接收部3120-i及光接收部1120-i的内部结构的一例的图。由光信号检测部21、信号复原部22、帧同步部23、符号解映射部24、纠错译码部25、以及OTUk帧终端部26构成。

图8是表示光信号检测部21的内部结构的一例的图。由局部振荡光源61、偏振分集型集成相干接收机62、以及模拟数字转换器63构成。

以下对本实施方式所涉及的光传输系统的动作进行说明。

对将光传输装置1000发送的光信号通过光传输部2100用光传输装置3000进行接收时的动作进行说明。将光传输装置3000发送的光信号通过光传输部2200用光传输装置1000进行接收时的动作相同，因此省略说明。

在光发送部1110-i内部，OTUk帧生成部11对由图中未显示的外部输入的客户信号进行OTUk(Optical Transport Unit Level k)帧生成，输出到纠错编码部12。例如，利用OTU2生成相当于10Gbit/s的帧，利用OTU3生成相当于40Gbit/s的帧，利用OTU4生成相当于100Gbit/s的帧。通过该帧生成处理附加帧开销。

该帧开销区域中存在能够根据外部(通道控制部1130-i)发出的指示储存任意数据的区域。

纠错编码部12对由OTUk帧生成部11输入的经过OTUk帧化的信号进行纠错编码，输出到符号映射部13。

符号映射部13对由纠错编码部12输入的经过纠错编码的信号进行符号映射处理，输出到帧处理部14。作为符号映射，例如，对2位的输入进行差动四进制相移键控，获得2位的输出。按垂直偏振用及水平偏振用的2系统进行将该处理。

帧处理部14对由符号映射部13输入的经过符号映射处理的信号进行传输线侧帧处理，输出到数据模式处理部16。

作为传输线侧帧处理，例如，进行以帧单位使传输线中的物理链路周期性循环的MLD(Multi Lane Distribution：多通道分发)处理。

数据模式控制部15根据由通道控制部1130-i输入的控制信号生成用于决定数据模式处理的数据模式处理规则控制信号，输出到数据模式处理部16。

数据模式处理部16根据由数据模式控制部15输入的数据模式处理规则控制信号，对由数据模式控制部14输入的经过传输线侧帧处理的信号中的帧开销等通道间非独立的数据区域进行数据模式处理，输出到信号整形部17。

信号整形部17对由数据模式处理部16输入的经过数据模式处理的信号进行光信号生成部18、光合波部1200、光传输部2100、光分波部3300、光信号检测部21产生的波形失真的补偿、以及信号频谱的整形等，并将其输出到光信号生成部18。该信号整形处理能够使用本领域公知的数字信号处理。

光信号生成部18根据由信号整形部17输入的经过整形的信号生成光信号，输出到光合波部1200。

光信号生成部18内部动作的一例如以下所示。数字模拟转换器51对由外部(信号整形部17)输入的信号(数字信号)进行数字模拟转换，输出到调制器驱动器52。例如，由信号整形部17输入的数字信号由垂直偏振I轴信号、垂直偏振Q轴信号、水平偏振I轴信号、水平偏振Q轴信号的4链路构成，数字模拟转换按4链路分别进行，4链路的模拟信号输出到调制器驱动器52。

调制器驱动器52对由数字模拟转换器51输入的模拟信号进行放大，并将其输出到偏振多路复用I/Q光调制器54。例如，由数字模拟转换器51输入的模拟信号在垂直偏振I轴信号、垂直偏振Q轴信号、水平偏振I轴信号、水平偏振Q轴信号的4链路上赋予，放大处理按4链路分别进行，4链路的经过放大的模拟信号输出到偏振多路复用I/Q光调制器54。

光源53例如以符合C波段的ITU-T电网的波长生成非调制光，并将其输出到偏振多路复用I/Q光调制器54。

偏振多路复用I/Q光调制器54利用由调制器驱动器54输入的经过放大的数字或模拟电信号对由光源53输入的非调制光进行调制，并将其输出到外部(光合波部1200)。

光合波部1200对由光发送部1110-1～1110-N输入的各光信号进行合波，并将其输出到光传输部2100。

光合波部由波长选择开关(Wavelength Selective Switch：WSS)、Arrayed Waveguide Grating(AWG)、梳状滤波器(Interleaver)、光耦合器等构成。此外，其内部还可含有损耗补偿用的光放大器、以及波长分散补偿用的光纤等。

光传输部2100对由光传输装置1000内部的光合波部1200输入的光信号进行传输，输出到光传输装置3000内部的光分波部3300。

光传输部由光纤、光中继器、以及光分支插入装置等构成。

光分波部3300对由光传输部2100输入的光信号进行分波，输出到光发送接收部3100-1～3100-N内部的光接收部3120-1～3120-N。

光合波部与光分波部同样，由WSS、AWG、梳状滤波器、以及光耦合器等构成。此外，还可假设其内部含有损耗补偿用的光放大器、以及波长分散补偿用的光纤等。

在光接收部3120-i内部，光信号检测部21对由外部(光分波部3300)输入的光信号进行检测，转换为电气数字信号，输出到信号复原部22。此时，能够对光信号输入的有无及输入功率进行监控，并向外部(通道控制部3130-i)进行通知。

光信号检测部21内部动作的一例如以下所示。局部振荡光源61例如以符合C波段的ITU-T电网的波长生成非调制光，输出到偏振分集型集成相干接收机62。

局部振荡光源61进行振荡的波长需要与由外部(光分波部3300)输入到偏振分集型集成相干接收机62的光信号的载波或副载波波长大致一致。

偏振分集型集成相干接收机62使由外部(光分波部3300)输入的光信号与由局部振荡光源61输入的非调制光混合干涉而对其进行检波，转换为电信号，输出到模拟数字转换器63。

偏振分集型集成相干接收机62内部以局部振荡光为基准分成垂直偏振I轴分量、垂直偏振Q轴分量、水平偏振I轴分量、水平偏振Q轴分量的4链路对接收信号进行检测，分别转换为电信号，并且分别放大到后段处理所需的振幅而输出。

模拟数字转换器63对由偏振分集型集成相干接收机62输入的电信号进行模拟数字转换，并将其输出到外部(信号复原部22)。模拟数字转换按垂直偏振I轴分量、垂直偏振Q轴分量、水平偏振I轴分量、水平偏振Q轴分量的4链路分别进行处理。

信号复原部22对由光信号检测部21输入的电气数字信号进行光信号生成部18、光合波部1200、光传输部2100、光分波部3300、光信号检测部21产生的物理延迟差、波长分散、偏振模式分散、偏振状态变化、频谱狭窄等波形失真的补偿，进行符号时刻提取，并进行载波或副载波与局部振荡光的光频差及光相位差的补偿，将发送信号复原并输出到帧同步部23。此时，能够将与信号复原相关的各参数输出到外部(通道控制部3130-i)。

该信号复原处理能够使用本领域公知的数字信号处理。经过复原的信号例如为发送端的垂直偏振I轴分量、垂直偏振Q轴分量、水平偏振I轴分量、水平偏振Q轴分量的4链路。此时，能够在该4链路之间更换链路，且残存逻辑上的延迟差，可输出到帧同步部23。

帧同步部23根据由信号复原部22输入的复原后的信号，搜索帧开销而确立同步，进行链路更换的补偿、以及链路间的延迟差的补偿，输出到符号解映射部24。此时，能够将同步确立状态的相关信息、链路更换信息、链路间的延迟差信息向通道控制部3130-i进行通知。

符号解映射部24对由帧同步部23输入的经过帧同步的信号进行解映射，并将其输出到纠错译码部25。作为符号解映射，进行与符号映射部13所进行处理相反的处理。通过符号映射部13进行差动四进制相移键控时，根据由I轴/Q轴构成的信号、以及与该信号相比延迟1个符号的由I轴/Q轴构成的信号得到相位差，根据该相位差进行2位信息的复原。另外，不仅要进行0/1的硬判定，还可假设要同时进行赋予可信度信息的软判定。此外，此时，能够将经过硬判定或软判定的符号的信息向外部(通道控制部3130-i)进行通知。按垂直偏振与水平偏振对信号进行多路复用时，分别进行符号解映射处理。

纠错译码部25对由符号解映射部24输入的经过符号解映射的信号进行硬判定或软判定纠错译码，并将其输出到OTUk帧终端部26。此时，能够对纠错译码所产生的位翻转信息及纠错未完信息等进行监控，并向外部(通道控制部3130-i)进行通知。

OTUk帧终端部26对由纠错译码部25输入的纠错后的信号进行OTUk帧的终端，向图中未显示的外部输出客户信号。此时，能够对OTUk帧同步状态进行监控，并向外部(通道控制部3130-i)进行通知。此外，能够对外部(通道控制部3130-i)通知帧开销区域所储存的信息。

如上述所示，光信号检测部21、信号复原部22、帧同步部23、符号解映射部24、纠错译码部25、OTUk帧终端部26能够分别与外部(通道控制部3130-i)进行通信，并通知信号连通状态。

通道控制部3130-i对由光信号接收部3120-i接到通知的信号连通状态进行管理、更新，并且能够对统管光传输装置3000整体的装置控制部3400及光传输装置1000中的通道控制部1130-i进行信号连通状态通知。

例如，能够通过通道控制部3130-i将与信号连通状态相关的信息输出到光发送部3110-i，通过光发送部3110-i将与信号连通状态相关的信息储存到帧开销区域，经由光合波部3200、光传输部2200、光分波部3300对光发送接收部1100-i内部的通道控制部1130-i进行信号连通状态通知。

光发送部3110-i中的帧开销信息的储存例如能够通过OTUk帧生成部(相当于图5中的11)进行。

光发送接收部1100-i中的帧开销信息的提取例如能够通过光接收部1120-i内部OTUk帧终端部(相当于图7中的26)进行。

装置控制部3400对由通道控制部3130-1～3130-N接到通知的各通道i(1～N)的信号连通状态进行统一管理和更新，并且能够对统管光传输装置1000整体的装置控制部1400进行信号连通状态通知。例如，可设想利用图中未显示的监视控制信号的通知、以及利用图中未显示的其他线路的通知。

装置控制部1400对由装置控制部3400接到通知的各通道i(1～N)的信号连通状态进行统一管理和更新，并且能够对各通道i的通道控制部1130-1～1130-N进行信号连通状态通知。

作为帧开销等对多个通道间非独立的数据区域的数据模式处理规则的分配方法，例如，能够根据由装置控制部1400决定且经由通道控制部1130-1～1130-N向各通道i的数据模式控制部15进行通知的各通道的通道编号，由数据模式控制部15生成数据模式处理规则。例如，通道编号为偶数时和为奇数时，能够使用生成多项式分别不同的伪随机数。此外，能够根据通道编号改变伪随机数的种类，还能够更换一个伪随机数的顺序。

此外，还能够根据由光传输装置3000接到通知的信号连通状态，变更光传输装置1000的数据模式处理规则。例如，帧开销等通道间非独立的数据区域在光路径变更时、光断恢复时等情况下，根据信号连通状态有时会出现保持非独立状态使用而不进行数据模式处理有效的情况，因此必须能够根据信号连通状态来变更数据模式处理规则。

如此，包括不进行数据模式处理的情况在内，不仅会有全通道共享单一数据模式处理规则的情况，还会有全通道共享多个数据模式处理规则(例如将两个处理规则分成偶数通道和奇数通道使用)的情况、以及对全通道赋予完全不同的数据模式处理规则的情况等。

根据本发明，能够将根据解调后硬判定结果得到的由位错误的时间分布决定的错误发生率控制在某阈值以下。该阈值能够从可纠错的水平、可确立纠错符号帧同步的水平、可确立OTN帧同步的水平、将断电发生率控制在ITU-T等标准化机构建议中所规定基准以下的水平等当中选择。特别是在错误发生率较高而无法选择上述任意水平的情况下，与不使用本发明的情况相比，也能够降低错误发生率，将错误发生率降低到任意水平以下。

波长多路复用光传输中，经过波长多路复用的多个通道间的偏振状态的相关性会影响错误发生率。通过降低偏振状态的相关性，能够使光纤非线性光学效应产生的波形失真随机化，能够降低错误发生率。

本发明并不限定所运用的调制方式。例如，能够运用二进制相移键控(Binary Phase-Shift Keying：BPSK)、QPSK、m相QAM等普通的调制方式。还能够将通道之间调制方式不同的信号进行混合。

图8所记载的光信号检测部以使用相干检波为前提，但并非将本发明的范围限定于相干检波，还能够使用直接检波或延迟检波。

本发明主要将各通道的符号率设在1Gsymbol/s～100Gsymbol/s的范围中使用。但本发明并非将符号率限定于上述范围。还能够将多个通道之间符号率不同的信号进行混合。

图4中例示出采用Point-to-Point结构的光传输系统，但也能够采用可重构光分支多路复用(Reconfigurable Optical Add Drop Multiplexing：ROADM)结构。

还能够与图4未示出的由其他光发送部发送的信号、例如10Gbit/s强度调制信号、由不具有数据模式转换功能的光发送部输出的光信号、非调制光、噪声光等进行混合传输，

如以上所示，本实施方式中，通过在光发送部中对多个通道间的数据模式进行控制，在多个通道间对信号的偏振状态进行控制，从而能够降低通道间产生的光纤非线性光学效应的产生。由于在发送部中进行数据模式控制，因此在偏振多路复用和数字相干方式中能够容易地实现接收端的偏振分离处理，并且不使用复杂信号处理或昂贵的光元件便能够实现。因此，能够通过简单的结构将进行波长多路复用的光传输系统的光接收部的错误发生率控制在规定的阈值以下。

实施方式2.

本实施方式中，具体示出实施方式1所记载的通道控制部1130(或通道控制部3130)进行的数据模式控制的一例。图10是表示本发明实施方式2所涉及的数据模式控制的一例的图。如图10所示，本实施方式2所涉及的数据模式控制通过根据模式变更触发器201和202切换帧形式110和120来进行。帧形式110由规定的固定模式111、以及信息模式112构成。此外，帧形式120由随机模式121、以及信息模式122构成。通道控制部1130根据信号连通状态生成模式变更触发器201、202。

以下对本实施方式的数据模式控制的动作进行说明。

初期启动状态下，实施方式1所记载的光发送接收部1100输出到光合波部1200的经过传输线帧处理的信号具有帧形式110的结构。帧开销等通道间非独立的数据区域由固定模式111构成，剩余的数据区域由信息模式112构成。信息模式112包含信息位、纠错用奇偶性位等。

生成模式变更触发器201后，通过通道控制部1130的处理经过传输线帧处理的信号从帧形式110切换到帧形式120。帧形式120中，帧开销等通道间非独立的数据区域由随机模式121构成，剩余的数据区域由信息模式122构成。信息模式122包含信息位、纠错用奇偶性位等。

此外，以光发送接收部1100输出帧形式120的结构的信号的状态生成模式变更触发器202后，通过通道控制部1130的处理经过传输线帧处理的信号从帧形式120切换到帧形式110。此时，帧开销等通道间非独立的数据区域由固定模式111构成，剩余的数据区域由信息模式112构成。

作为固定模式111，例如使用在图11中示出概念的固定模式310。X偏振被分配有X偏振用固定模式311，Y偏振被分配有Y偏振用固定模式312。各个固定模式可以设想为是0与1的交变模式，也可以设想为是伪随机模式等。此外，X偏振用固定模式311和Y偏振用固定模式312可以设想为分别是相同模式，也可以设想为是经过循环偏移的模式等。

通过使用如此构成的固定模式111，能够实施传输线条件的推算等。例如，能够推算波长分散、以及接收信号光与局部振荡光的频率偏移等。另一方面，通道内、以及跨多个通道的偏振状态可以采用固有的状态、或者最糟糕的情况下可以采用单一的状态。此时，通过使帧开销等通道间非独立的数据区域的时刻在通道间一致，从而能够经由光纤非线性光学效应等产生瞬时的传输品质劣化。

此外，作为随机模式121，例如使用在图12中示出概念的随机模式320。X偏振被分配有X偏振用随机模式321，Y偏振被分配有Y偏振用随机模式322。各个随机模式例如可以设想为是伪随机模式。此外，X偏振用随机模式321和Y偏振用随机模式322可以设想为分别是以各不相同的生成多项式生成的伪随机模式，可以设想为分配以一个生成多项式生成的伪随机模式，也可以设想为将多个伪随机序列循环偏移等。进而，通道不同时，设想为依赖通道编号来变更循环偏移量。

通过使用如此构成的随机模式121，不能实施传输线条件的推算等。另一方面，通道内、以及跨多个通道的偏振状态被随机化。此时，即使帧开销等在通道间非独立的数据区域的时刻在通道间一致，也能够将经由光纤非线性光学效应等产生瞬时传输品质劣化的可能性抑制得较低。

如上述所示，通道控制部1130根据实施方式1所记载的信号连通状态生成模式变更触发器201、202。例如，将关注的通道i的信号在接收侧正常连通作为条件而生成通道i的模式变更触发器201，从帧形式110切换到帧形式120。然后，起因于传输线条件的变化等而导致关注的通道i的信号在接收侧无法正常连通时，将无法正常连通作为条件而生成通道i的模式变更触发器202。

或者，还可以考虑模式变更触发器201及202隔开任意的时间间隔交互生成。另外，能够将赋予模式变更触发器201及202的时刻在多个通道间保持一致或错开。在正常进行信号连通的条件下，将输出波长多路复用信号中帧形式110的信号的通道的数量控制在规定值以下，因此设想为以规定值以下的数量的通道为对象交互生成数据模式变更触发器201和数据模式变更触发器202。进而，设想为调节生成数据模式变更触发器201和数据模式变更触发器202的时刻，将输出帧形式110的信号的通道的数量控制在规定值以下，并且逐渐变更作为对象的通道。如上述所示这能够通过对多个通道的模式变更触发器201及202进行统一管理来实现。通过将输出帧形式110的信号的通道的数量控制在规定值以下，从而能够降低多个通道间固定模式同步在光纤中进行传播而产生瞬时品质劣化的概率，并且还能够以固定频率进行传输线条件的推算。

实施方式3.

本实施方式中，具体示出实施方式1所记载的数据模式控制的一例。图13是表示本发明实施方式3所涉及的数据模式控制的一例的图。如图13所示，本实施方式2所涉及的数据模式控制根据模式变更触发器203和204切换帧形式110和130。帧形式110与实施方式2相同。帧形式130由混合模式131、以及信息模式132构成。通道控制部1130根据信号连通状态生成模式变更触发器203、204。

以下对本实施方式所涉及的数据模式控制的动作进行说明。

初始启动状态下，实施方式1所记载的光发送接收部1100输出到光合波部1200的经过传输线帧处理的信号具有帧形式110的构造。帧开销等通道间非独立的数据区域由固定模式111构成，剩余的数据区域由信息模式112构成。信息模式112包含信息位、纠错用奇偶性位等。

生成模式变更触发器203后，通过通道控制部1130的处理经过传输线帧处理的信号从帧形式110切换到帧形式130。帧形式130中，帧开销等通道间非独立的数据区域由混合模式131构成，剩余的数据区域由信息模式132构成。信息模式132包含信息位、纠错用奇偶性位等。

此外，以光发送接收部1100输出帧形式130的结构的信号的状态生成模式变更触发器204后，通过通道控制部1130的处理经过传输线帧处理的信号从帧形式130切换到帧形式110。此时，帧开销等通道间非独立的数据区域由固定模式111构成，剩余的数据区域由信息模式112构成。

固定模式111的详细内容如实施方式2所记载的内容所示。

作为混合模式131，例如使用在图14中示出概念的混合模式330。X偏振依次被分配有X偏振用固定模式331-1、X偏振用随机模式331-2、X偏振用固定模式331-3、X偏振用随机模式331-4，Y偏振依次被分配有Y偏振用随机模式332-1、Y偏振用固定模式332-2、Y偏振用随机模式332-3、Y偏振用固定模式332-4。X偏振用随机模式331-2、331-4、Y偏振用随机模式332-1、332-3可以设想为分别是以各不相同的生成多项式生成的伪随机模式，可以设想为分配以一个生成多项式生成的伪随机模式，也可以设想为将多个伪随机序列循环偏移等。进而，通道不同时，设想为依赖通道编号来变更循环偏移量。

通过使用如此构成的混合模式131，能够部分实施传输线条件的推算等。与使用固定模式111的情况相比，虽然波长分散、频率偏移等的可推算范围缩小，推算精度降低，但是能够进行推算。此外，X偏振和Y偏振的任意一个为随机模式，因此通道内的偏振状态为随机。随机模式部分为通道间不同的模式，从而通道间的偏振状态也被随机化。此时，即使帧开销等通道间非独立的数据区域的时刻在通道间一致，也能够将经由光纤非线性光学效应等产生瞬时传输品质劣化的可能性抑制得较低。

图14中混合模式330作为将时间划分为4部分来切换数据模式的例子示出，但时间的划分不仅限于4部分，能够采用任意的有限的值。

图14中示出混合模式330的X偏振用固定模式331-1、331-3、Y偏振用固定模式332-2、332-4、X偏振用随机模式331-2、331-4、Y偏振用随机模式332-1、332-3的模式长度分别相同，但未必需要相同。

混合模式330中，X偏振从X偏振用固定模式331-1开始，以X偏振用随机模式331-4结束，Y偏振从Y偏振用随机模式332-1开始，以Y偏振用固定模式331-4结束，但例如也可以是X偏振以随机模式开始，以固定模式结束，Y偏振以固定模式开始，以随机模式结束。

作为混合模式131，例如还能够使用在图15中示出概念的混合模式340。X偏振依次被分配有X偏振用固定模式341-1、X偏振用随机模式341-2、X偏振用固定模式341-3、X偏振用随机模式341-4，Y偏振依次被分配有Y偏振用随机模式332-1、Y偏振用固定模式332-2、Y偏振用随机模式332-3、Y偏振用固定模式332-4。这是将固定模式的长度设置得短于随机模式的长度的例子。通过提升随机模式的比率，在因波长分散等原因而产生符号间干涉的情况下，也能够不间断地确保偏振状态的随机性。

作为混合模式131，例如还能够使用在图16中示出概念的混合模式350。X偏振依次被分配有X偏振用固定模式351-1、X偏振用随机模式351-2、X偏振用固定模式351-3、X偏振用随机模式351-4，Y偏振依次被分配有Y偏振用随机模式352-1、Y偏振用固定模式352-2、Y偏振用随机模式352-3、Y偏振用固定模式352-4。这是将固定模式的长度设置得长于随机模式的长度的例子。通过提升固定模式的比率，关于传输线条件的推算等，能够抑制波长分散、频率偏移等可推算范围的缩小、以及推算精度的降低。

模式变更触发器203、204与实施方式2相同，根据实施方式1所记载的信号连通状态生成通道控制部1130。

实施方式4.

本实施方式中，具体示出实施方式1所记载的数据模式控制的一例。图17是表示本发明实施方式4所涉及的数据模式控制的一例的图。如图17所示，本实施方式4所涉及的数据模式控制根据模式变更触发器205和206切换帧形式140和150。帧形式140由混合模式141、以及信息模式142构成。帧形式150由混合模式151、以及信息模式152构成。

初始启动状态下，实施方式1所记载的光发送接收部1100输出到光合波部1200的经过传输线帧处理的信号具有帧形式140的构造。帧开销等通道间非独立的数据区域由固定模式141构成，剩余的数据区域由信息模式142构成。信息模式142包含信息位、纠错用奇偶性位等。

生成模式变更触发器203后，通过通道控制部1130的处理经过传输线帧处理的信号从帧形式140切换到帧形式150。帧形式150中，帧开销等通道间非独立的数据区域由混合模式151构成，剩余的数据区域由信息模式152构成。信息模式152包含信息位、纠错用奇偶性位等。

此外，以光发送接收部1100输出帧形式150的结构的信号的状态生成模式变更触发器206后，通过通道控制部1130的处理经过传输线帧处理的信号从帧形式150切换到帧形式140。此时，帧开销等通道间非独立的数据区域由固定模式141构成，剩余的数据区域由信息模式142构成。

作为混合模式141，例如能够使用实施方式3中说明的在图16中示出概念的混合模式350或330。此外，作为混合模式151，例如能够使用在图15中示出概念的混合模式330或混合模式340。

此外，模式变更触发器205、206与实施方式2相同，根据实施方式1所记载的信号连通状态生成通道控制部1130。

工业上的实用性

如以上所示，本发明所涉及的光传输方法及实现该光传输方法的光传输系统能够在传输线内缩短多个通道间的偏振状态具有相关性的时间，降低通道间产生的非线性光学效应，抑制接收端的信号品质劣化，因此对长距离大容量光传输有用。

标号说明

1000 光传输装置

1100-1～1100-N 光发送接收部

1110-1～1110-N 光发送部

1120-1～1120-N 光接收部

1130-1～1130-N 通道(ch)控制部

1200 光合波部

1300 光分波部

1400 装置控制部

2100 光传输部

2200 光传输部

3000 光传输装置

3100-1～3100-N 光发送接收部

3110-1～3110-N 光发送部

3120-1～3120-N 光接收部

3130-1～3130-N 通道(ch)控制部

3200 光合波部

3300 光分波部

3400 装置控制部

11 OTUk帧生成部

12 纠错编码部

13 符号映射部

14 帧处理部

15 数据模式控制部

16 数据模式处理部

17 信号整形部

18 光信号生成部

51 数字模拟转换器

52 调制器驱动器

53 光源

54 偏振多路复用I/Q光调制器

21 光信号检测部

22 信号复原部

23 帧同步部

24 符号解映射部

25 纠错译码部

26 OTUk帧终端部

61 局部振荡光源

62 偏振分集型集成相干接收机

63 模拟数字转换器

110、120、130 帧形式

111 固定模式

112 信息模式

121 随机模式

122 信息模式

201、202、203、204 数据模式变更

310 固定模式

311 X偏振用固定模式

312 Y偏振用固定模式

320 随机模式

321 X偏振用随机模式

322 Y偏振用随机模式

330 混合模式

331-1、331-3 X偏振用固定模式

331-2、331-4 X偏振用随机模式

332-2、332-4 Y偏振用固定模式

332-1、332-3 Y偏振用随机模式

340 混合模式

341-1、341-3 X偏振用固定模式

341-2、341-4 X偏振用随机模式

342-2、342-4 Y偏振用固定模式

342-1、342-3 Y偏振用随机模式

350 混合模式

351-1、351-3 X偏振用固定模式

351-2、351-4 X偏振用随机模式

352-2、352-4 Y偏振用固定模式

352-1、352-3 Y偏振用随机模式