光中继装置、光传输系统和光信号再现中继方法与流程

本发明涉及对光信号进行再现中继的光中继装置、光传输系统和光信号再现中继方法。

背景技术：

为了能够利用光纤进行长距离大容量传输，实现高密度的信号复用、克服由于光放大引起的信号噪声功率比劣化、以及克服光纤非线性光学效应导致的波形失真是要解决的课题。

作为用于实现大容量传输的技术，存在通过将所使用的调制方式变更为调制多进制数较多的调制方式来增大每个光纤的传输容量的方法。此外，存在通过将不同的信息加载于多个光载波或者光副载波(subcarrier)并进行高密度波长复用来增大传输容量的方法。

作为在光传输系统中使用的调制方式，以往，使用了如下的开关键控(ook：onoffkeying)：对光的有无分配二进制信号，使每1符号(symbol)传输1比特。但是，通过如使用四进制相位调制(quaternaryphase-shiftkeying：qpsk)或者十六进制正交振幅调制(quadratureamplitudemodulation：qam)那样增加信号点的数量来增加每1符号的传输比特数，能够增大传输容量。

此外，已知通过采用偏振复用方式(polarizationmultiplexing)使每1符号的传输比特数增至2倍的方式。在偏振复用方式中，对正交的2个偏振波成分(垂直偏振波和水平偏振波)独立地分配信号。

ook信号的解调使用了在接收侧检测并识别光信号的有无的直接检波方式。此外，差分二进制相位调制(differentialbinaryphase-shiftkeying：dbpsk)信号、差分qpsk(dqpsk)信号等的解调使用了在使光信号延迟干涉后直接检波的方式、即光延迟检波方式。使用了偏振复用方式的信号大多使用数字相干方式进行解调，该数字相干方式通过数字信号处理对进行在接收端使局部振荡光源和接收信号混合干渉而检波的相干检波获得的电信号进行补偿。在数字相干方式中广泛使用偏振复用qpsk方式(例如，参照非专利文献1和2)。

此外，在调制方式的多进制化、即通过将使用的调制方式变更为调制多进制数较大的方式来扩充光传输系统的传输容量的情况下，存在伴随调制方式的多进制化而限制了传输距离的问题。针对该问题，对光信号的传输路径以及根据传输路径的组合优化波长复用信号的格式进行了研究(例如，专利文献1)。

此外，在长距离传输大容量信号的系统中，进行光信号再现中继，在该光信号再现中继中，当成为未将信号质量保持为规定值以上的状态时，暂时终止(terminate)光信号并将其转换为电信号，将该电信号再次转换为光信号并送出(例如，专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：国际公开第2011/030897号

专利文献2：日本特开2013-81168号公报

非专利文献

非专利文献1：opticalinternetworkingforum，“100gultralonghauldwdmframeworkdocument”，2009年6月

非专利文献2：e.yamazaki及其他27人，“fastopticalchannelrecoveryinfielddemonstrationof100-gbit/sethernet(注册商标)overotnusingreal-timedsp”，opticsexpress，2011年7月4日，vol.19，no.14，pp.13179-13184

技术实现要素：

发明要解决的课题

如上所述，通过进行将光信号暂时转换为电信号并将该电信号再次转换为光信号并发送的再现中继，能够维持信号质量，能够延长传输距离。在现有的再现中继中，以在光信号的质量发生了劣化的情况下恢复回原本的信号波形为目的。但是，在光网络内，存在针对每个传输区间所适合的调制方式不同的情况。例如，在传输距离较短亦可但要求容量非常大的光传输的第1区间和容量可以相对较小但要求长距离的光传输的第2区间共存的情况下，希望按照每个区间使用不同的调制方式。即，在第1区间中，传输容量优先于传输距离，因此优选使用调制多进制数较大的调制方式，在第2区间中，传输距离优先于传输容量，因此优选使用调制多进制数较小的调制方式。

在专利文献2所记载的网络装置进行的再现中继等现有的光信号的再现中继中，使接收到的光信号恢复为原本的信号波形、即从光信号的发送源装置输出时的波形。因此，在应用了现有的再现中继的情况下，无法按照每个传输区间使用不同的调制。

本发明是鉴于上述情况而完成的，其目的在于获得依照能够在对光信号进行再现中继时变更调制方式的光中继装置。

用于解决课题的手段

为了解决上述课题，实现目的，本发明的光中继装置具有：第1信号转换部，其将接收到的光信号转换为电信号并且进行解调并输出，以第1调制方式对所输入的电信号进行调制并且将其转换为光信号并发送；以及第2信号转换部，其以第2调制方式对从第1信号转换部输出的电信号进行调制并且转换为光信号并发送，将接收到的光信号转换为电信号并且进行解调并将其作为输入到第1信号转换部的电信号进行输出。

发明效果

本发明的光中继装置起到能够在对光信号进行再现中继时变更调制方式的效果。

附图说明

图1是示出应用了实施方式的光中继装置的光传输系统的结构例的图。

图2是示出实施方式的第1通信站具备的光收发装置的结构例的图。

图3是示出实施方式的第2通信站具备的光收发装置的结构例的图。

图4是示出实施方式的再现中继站具备的光中继装置的结构例的图。

图5是示出实施方式的光中继装置具备的光开关部的设定例的图。

图6是示出实施方式的光中继装置在a站与b站之间对光信号进行再现中继的动作的流程图。

具体实施方式

以下，根据附图详细地说明本发明的实施方式的光中继装置、光传输系统和光信号再现中继方法。另外，本发明不限于该实施方式。

实施方式.

图1是示出应用了本实施方式的光中继装置的光传输系统的结构例的图。光传输系统构成为包含：第1通信站10，其对100gbit/s的光信号进行收发；第2通信站20，其对200gbit/s的光信号进行收发；以及再现中继站30，其将从第1通信站10发送的光信号再现中继到第2通信站20，并且将从第2通信站20发送的光信号再现中继到第1通信站10。

第1通信站10具有光收发装置60，第2通信站20具有光收发装置70。再现中继站30具有作为本发明的光中继装置的光中继装置80。此外，第1通信站10的光收发装置60和再现中继站30的光中继装置80利用传输部41和42连接起来。再现中继站30的光中继装置80和第2通信站20的光收发装置70利用传输部51和52连接起来。传输部41、42、51和52例如通过作为传输路径的光纤来实现。除了光纤以外，传输部41、42、51和52还可以构成为，包含由波长选择开关(wss：wavelengthselectiveswitch)、阵列波导光栅(awg：arrayedwaveguidegrating)、光交叉波分复用器(interleaver)、光耦合器等构成的光合波/分波装置、损耗补偿用光放大器、波长色散补偿用光纤等。

图2是示出第1通信站10具备的光收发装置60的结构例的图。光收发装置60具有：光收发器610和620，它们将所输入的光信号转换为电信号并且进行解调并输出，对所输入的电信号进行调制并且转换为光信号并输出；光合波部630，其对分别从光收发器610和620输出的光信号进行合波并输出到外部即图1所示的传输部41；以及光分支部640，其使从外部即图1所示的传输部42输入的光信号分支并输入到光收发器610和620。

光收发器610具有：光源611，其发出无调制光；偏振保持光耦合器612，其使从光源611输入的光分支成两部分；数字信号处理部613，其对所输入的电信号执行包含调制处理和解调处理的数字信号处理；驱动放大器614，其对所输入的信号进行放大；光调制器615，其对所输入的无调制光进行调制；以及相干接收器616，其对所输入的调制光进行相干检波。光收发器620具有：光源621，其发出无调制光；偏振保持光耦合器622，其使所输入的光分支成两部分；数字信号处理部623，其对所输入的电信号执行包含调制处理和解调处理的数字信号处理；驱动放大器624，其对所输入的信号进行放大；光调制器625，其对所输入的无调制光进行调制；以及相干接收器626，其对所输入的调制光进行相干检波。

图3是示出第2通信站20具备的光收发装置70的结构例的图。光收发装置70具有光收发器700，该光收发器700将所输入的光信号转换为电信号并且进行解调并输出，对所输入的电信号进行调制并且转换为光信号并输出。

光收发器700具有：光源701，其发出无调制光；偏振保持光耦合器702，其使所输入的光分支成两部分；数字信号处理部703，其对所输入的电信号执行包含调制处理和解调处理的数字信号处理；驱动放大器704，其对所输入的信号进行放大；光调制器705，其对所输入的无调制光进行调制；以及相干接收器706，其对所输入的调制光进行相干检波。

图4是示出再现中继站30具备的光中继装置80的结构例的图。

光中继装置80具有：第1信号转换部81，其将所输入的光信号转换为电信号并且进行解调并输出，以第1调制方式对所输入的电信号进行调制并且将其转换为光信号并输出；以及第2信号转换部82，其以第2调制方式对从第1信号转换部81输出的电信号进行调制并且将其转换为光信号并输出，将所输入的光信号转换为电信号并且进行解调并作为输入到第1信号转换部81的电信号输出。

此外，光中继装置80具有电信号传递部820，该电信号传递部820使从第1信号转换部81输出的电信号输入到第2信号转换部82，并且使从第2信号转换部82输出的电信号输入到第1信号转换部81。

此外，光中继装置80具有光开关部870，该光开关部870执行第1开关处理或者第2开关处理，在该第1开关处理中，使从第1通信站10输出的光信号输入到第1信号转换部81并且朝向第1通信站10输出从第1信号转换部81输出的光信号，且使从第2通信站20输出的光信号输入到第2信号转换部82并且朝向第2通信站20输出从第2信号转换部82输出的光信号，在该第2开关处理中，使从第2通信站20输出的光信号输入到第1信号转换部81并且朝向第2通信站20输出从第1信号转换部81输出的光信号，且使从第1通信站10输出的光信号输入到第2信号转换部82并且朝向第1通信站10输出从第2信号转换部82输出的光信号。

光开关部870由子开关871和子开关872构成，该子开关871切换从第1信号转换部81和第2信号转换部82分别输出的光信号的传输目的地，该子开关872切换从图1所示的第1通信站10和第2通信站20分别传输来的光信号的输入目的地。

第1信号转换部81具有光收发器810。第2信号转换部82具有：光收发器830和840；光合波部850，其对从光收发器830和840分别输出的光信号进行合波并输出到外部即光开关部870；以及光分支部860，其使从外部即光开关部870输入的光信号分支并输入到光收发器830和840。

第1信号转换部81的光收发器810具有：光源811，其发出无调制光；偏振保持光耦合器812，其使所输入的光分支成两部分；数字信号处理部813，其对所输入的电信号执行包含调制处理和解调处理的数字信号处理；驱动放大器814，其对所输入的信号进行放大；光调制器815，其对所输入的无调制光进行调制；以及相干接收器816，其对所输入的调制光进行相干检波。

第2信号转换部82的光收发器830具有：光源831，其发出无调制光；偏振保持光耦合器832，其使所输入的光分支成两部分；数字信号处理部833，其对所输入的电信号执行包含调制处理和解调处理的数字信号处理；驱动放大器834，其对所输入的信号进行放大；光调制器835，其对所输入的无调制光进行调制；以及相干接收器836，其对所输入的调制光进行相干检波。此外，第2信号转换部82的光收发器840具有：光源841，其发出无调制光；偏振保持光耦合器842，其使所输入的光分支成两部分；数字信号处理部843，其对所输入的电信号执行包含调制处理和解调处理的数字信号处理；驱动放大器844，其对所输入的信号进行放大；光调制器845，其对所输入的无调制光进行调制；以及相干接收器846，其对所输入的调制光进行相干检波。

图2所示的光收发装置60具备的光源611和621、图3所示的光收发装置70具备的光源701、图4所示的光中继装置80具备的光源811、831和841例如能够通过半导体激光器来实现。

图2所示的光收发装置60具备的偏振保持光耦合器612和622、图3所示的光收发装置70具备的偏振保持光耦合器702、图4所示的光中继装置80具备的偏振保持光耦合器812、832和842例如是偏振保持型光耦合器，能够通过功率比为1：1的1对2光耦合器(1-to-2opticalcoupler)来实现。

图2所示的光收发装置60具备的数字信号处理部613和623、图3所示的光收发装置70具备的数字信号处理部703、图4所示的光中继装置80具备的数字信号处理部813、833和843例如能够通过编码器、解码器、调制解调器、成帧器、解帧器、滤波器等来实现。

图2所示的光收发装置60具备的驱动放大器614和624、图3所示的光收发装置70具备的驱动放大器704、图4所示的光中继装置80具备的驱动放大器814、834和844例如能够通过放大电路来实现。

图2所示的光收发装置60具备的光调制器615和625、图3所示的光收发装置70具备的光调制器705、图4所示的光中继装置80具备的光调制器815、835和845例如能够通过偏振复用i/q光调制器来实现。

图2所示的光收发装置60具备的相干接收器616和626、图3所示的光收发装置70具备的相干接收器706、图4所示的光中继装置80具备的相干接收器816、836和846例如能够通过偏振分集型集成相干接收器(polarizationdiversitytypeintegratedcoherentreceiver)来实现。

图2所示的光收发装置60具备的光合波部630、图4所示的光中继装置80具备的光合波部850例如能够通过功率比为1：1的2对1光耦合器来实现。

图2所示的光收发装置60具备的光分支部640、图4所示的光中继装置80具备的光分支部860例如能够通过功率比为1：1的1对2光耦合器来实现。

图4所示的光中继装置80具备的电信号传递部820例如能够通过开关电路来实现。

图4所示的光中继装置80具备的光开关部870的子开关871和872例如能够通过光开关来实现。

接着，对图1所示的光传输系统的动作进行说明。作为一例，对在第1通信站10与再现中继站30之间传输偏振复用qpsk光信号、在再现中继站30与第2通信站20之间传输偏振复用16qam光信号的情况的动作进行说明。另外，在以下的说明中，为了方便，有时将第1通信站10称作“a站”、第2通信站称作“b站”。

(从第1通信站10向第2通信站20的光信号传输动作)

首先，参照图1至图4对从第1通信站10向第2通信站20的光信号传输动作进行说明。

在构成作为图1所示的第1通信站10的a站的光收发装置60、即图2所示的结构的光收发装置60内部的光收发器610中，光源611生成无调制光，输出到偏振保持光耦合器612。光源611例如按照由itu-t(internationaltelecommunicationunion-telecommunicationstandardizationsector：国际电信联盟-电信标准化组)规定的、遵照c波段或者l波段的灵活网格(flexiblegrid)的波长发光。偏振保持光耦合器612使从光源611输入的无调制光分支成两部分，输出到光调制器615和相干接收器616。数字信号处理部613对从未图示的外部输入的100gbe(gigabitethernet：千兆以太网)等客户端信号进行数字信号处理，具体而言，进行otu4(opticalchanneltransportunitlevel4：光通道传输单元四级)成帧、纠错编码、用于生成偏振复用qpsk信号的映射处理等。otu4帧是在itu-tg.709中规定的otu帧的一种。在纠错编码中，例如，使用冗余度为20％以上的低密度奇偶校验码进行编码。在该情况下，在接收侧进行软判定解码。数字信号处理部613将对客户端信号执行数字信号处理而获得的电信号输出到驱动放大器614。驱动放大器614对从数字信号处理部613输入的电信号进行放大，输出到光调制器615。光调制器615用从驱动放大器614输入的电信号对从偏振保持光耦合器612输入的无调制光进行调制，作为传输到作为第2通信站20的b站的光信号输出到光合波部630。

在光收发装置60内部的光收发器620中，按照与光收发器610相同的步骤生成传输到第2通信站20的光信号，输出到光合波部630。但是，光收发器620生成波长与光收发器610不同的光信号。即，光收发器610的光源611和光收发器620的光收发器621生成相互不同波长的无调制光。光源611的振荡频率与光源621的振荡频率之差例如设为大致37.5ghz。

光合波部630对从光收发器610和620分别输入的光信号进行合波，输出到外部即传输部41。

传输部41向再现中继站30内的光中继装置80传输从a站具备的光收发装置60的光合波部630输出的光信号。在图4所示结构的光中继装置80中，经由传输部41从a站传输来的光信号被输入到光开关部870的子开关871。

在光中继装置80中，光开关部870的子开关871进行经由传输部41从a站输入的光信号的路径选择，在此，输出到光分支部860。光分支部860使从光开关部870输入的来自a站的光信号分支，而输出到光收发器830的相干接收器836和光收发器840的相干接收器846。

在光收发器830中，光源831生成无调制光，并输出到偏振保持光耦合器832。光源831例如按照遵照c波段或者l波段的灵活网格的波长发光。另外，光源831生成的无调制光的波长设为是与图2所示的光收发器610的光源611生成的无调制光的波长或者光收发器620的光源621生成的无调制光的波长大致一致的波长。偏振保持光耦合器832使从光源831输出的无调制光分支成两部分，而输出到光调制器835和相干接收器836。相干接收器836使从光分支部860输入的光信号与从偏振保持光耦合器832输入的无调制光干渉而进行相干检波，将通过相干检波而获得的电信号输出到数字信号处理部833。数字信号处理部833对从相干接收器836输入的电信号进行数字信号处理，补偿接收信号中包含的失真等、例如，波长色散、偏振波变动、偏振模色散(polarizationmodedispersion)、载波频率偏移、载波相位变动等，并且进行纠错解码，并且对otu4帧进行解帧。数字信号处理部833将实施数字信号处理后的100gbit/s的电信号输出到电信号传递部820。

此外，在光收发器840中，光源841生成无调制光，输出到偏振保持光耦合器842。光源841例如以遵照c波段或者l波段的灵活网格的波长发光。另外，光源841生成的无调制光的波长设为是与图2所示的光收发器610的光源611生成的无调制光的波长或者光收发器620的光源621生成的无调制光的波长大致一致且与光源831生成的无调制光不同的波长。例如，在使光源831生成的无调制光的波长与光源611生成的无调制光的波长大致一致的情况下，使光源841生成的无调制光的波长与光源621生成的无调制光的波长大致一致。另一方面，在使光源831生成的无调制光的波长与光源621生成的无调制光的波长大致一致的情况下，使光源841生成的无调制光的波长与光源611生成的无调制光的波长大致一致。偏振保持光耦合器842使从光源841输出的无调制光分支成两部分，而输出到光调制器845和相干接收器846。相干接收器846使从光分支部860输入的光信号与从偏振保持光耦合器842输入的无调制光干渉而进行相干检波，将通过相干检波而获得的电信号输出到数字信号处理部843。数字信号处理部843对从相干接收器846输入的电信号进行数字信号处理，补偿接收信号中包含的失真等、例如，波长色散、偏振波变动、偏振模色散、载波频率偏移、载波相位变动等，并且进行纠错解码，并且对otu4帧进行解帧。数字信号处理部843将实施数字信号处理后的100gbit/s的电信号输出到电信号传递部820。

电信号传递部820使从数字信号处理部833和843分别输出的电信号输入到光收发器810的数字信号处理部813。

在光收发器810中，光源811生成无调制光，输出到偏振保持光耦合器812。光源811例如以遵照c波段或者l波段的灵活网格的波长发光。偏振保持光耦合器812使从光源811输出的无调制光分支成两部分，而输出到光调制器815和相干接收器816。数字信号处理部813通过对经由电信号传递部820而从光收发器830的数字信号处理部833输入的电信号和经由电信号传递部820而从光收发器840的数字信号处理部843输入的电信号进行组合，即进行时分复用使其otucn成帧，由此生成200gbit/s的电信号。otucn帧是otu帧的一种。成帧依照itu-tg.709进行。数字信号处理部813还对所生成的电信号进行纠错编码、用于生成偏振复用16qam信号的映射处理、载波相位滑差补偿即周期滑差补偿中使用的导频信号的插入、通过电方式的信号处理实现的波形整形等，将进行这些处理而获得的电信号输出到驱动放大器814。在纠错编码中，例如，使用冗余度为20％以上的低密度奇偶校验码进行编码。这样，数字信号处理部813通过以与构成a站的光收发装置60中的数字信号处理部即图2所示的数字信号处理部613和623不同的调制方式对电信号进行调制，能够使光中继装置80进行调制方式的变更。驱动放大器814对从数字信号处理部813输入的电信号进行放大，输出到光调制器815。光调制器815用从驱动放大器814输入的电信号对从偏振保持光耦合器812输入的无调制光进行调制，输出到光开关部870的子开关872。

光开关部870的子开关872进行从光收发器810的光调制器815输入的光信号的路径选择，在此输出到与作为第2通信站20的b站连接的传输部51。

由此，在光中继装置80中，能够将作为与客户端之间的比特率的客户端速率为100gb/s的偏振复用qpsk信号2波转换为客户端速率为200gb/s的偏振复用16qam信号1波。即，光中继装置80能够在对从a站发送的光信号朝向b站进行再现中继时变更调制方式。

传输部51将从再现中继站30具备的光收发装置80的构成了光开关部870的子开关872输出的光信号传输到第2通信站20内的光收发部70。在图3所示结构的光收发装置70中，经由传输部51从再现中继站30传输来的光信号被输入到相干接收器706。

在光收发装置70中，光源701生成无调制光，输出到偏振保持光耦合器702。光源701例如以遵照c波段或者l波段的灵活网格的波长发光。另外，光源701生成的无调制光的波长设为是与图4所示的光收发器810的光源811生成的无调制光的波长大致一致的波长。偏振保持光耦合器702使从光源701输出的无调制光分支成两部分，而输出到光调制器705和相干接收器706。相干接收器706使从传输部51输入的光信号与从偏振保持光耦合器702输入的无调制光干渉而进行相干检波，将通过相干检波而获得的电信号输出到数字信号处理部703。数字信号处理部703对从相干接收器706输入的电信号进行数字信号处理，补偿接收信号中包含的失真等、例如，波长色散、偏振波变动、偏振模色散、载波频率偏移、载波相位变动等，并且进行纠错解码，并且对otucn帧进行解帧。解帧是与上述的光收发器810的数字信号处理部813在生成otucn帧时进行的成帧相反的处理。由此，能够获得2个系统的100gb/s的电信号。数字信号处理部703将对从相干接收器706输入的电信号执行数字信号处理而获得的2个系统的电信号输出到未图示的外部。

这样，再现中继站30的光中继装置80能够在将从第1通信站10发送的光信号再现中继到第2通信站20时变更调制方式。此外，光中继装置80能够在对光信号进行再现中继时变更波长。

(从第2通信站20向第1通信站10的光信号传输动作)

接着，对从第2通信站20向第1通信站10的光信号传输动作进行说明。另外，分别构成第1通信站10、第2通信站20和再现中继站30的各光源、各偏振保持光耦合器的动作与上述的“从第1通信站10向第2通信站20的光信号传输动作”相同，因此省略说明。

在构成作为图1所示的第2通信站20的b站的光收发装置70、即图3所示结构的光收发装置70内部的光收发器700中，数字信号处理部703对从未图示的外部输入的100git/s的客户端信号2系统进行数字信号处理、具体而言，otucn成帧、纠错编码、用于生成偏振复用16qam信号的映射处理等。otucn成帧是与上述的光收发器810的数字信号处理部813进行的otucn成帧相同的处理。在纠错编码中，例如，使用冗余度为20％以上的低密度奇偶校验码进行编码。在该情况下，在接收侧进行软判定解码。数字信号处理部703将对客户端信号执行数字信号处理而获得的电信号输出到驱动放大器704。驱动放大器704对从数字信号处理部703输入的电信号进行放大，输出到光调制器705。光调制器705用从驱动放大器704输入的电信号对从偏振保持光耦合器702输入的无调制光进行调制，作为传输到作为第1通信站10的a站的光信号输出到传输部52。

传输部52向再现中继站30内的光中继装置80传输从b站具备的光收发装置70的光调制器705输出的光信号。在图4所示结构的光中继装置80中，经由传输部52从b站传输来的光信号被输入到光开关部870的子开关871。

在光中继装置80中，光开关部870的子开关871进行经由传输部52而从b站输入的光信号的路径选择，在此，输出到光收发器810的相干接收器816。

在光收发器810中，相干接收器816使从子开关871输入的光信号与从偏振保持光耦合器812输入的无调制光干渉而进行相干检波，将通过相干检波而获得的电信号输出到数字信号处理部813。数字信号处理部813对从相干接收器816输入的电信号进行数字信号处理，补偿接收信号中包含的失真等、例如，波长色散、偏振波变动、偏振模色散、载波频率偏移、载波相位变动等，并且进行纠错解码，并且对otucn帧进行解帧。其结果，能够获得2个系统的100gb/s的电信号。相干接数字信号处理部813将对从相干接收器816输入的电信号执行数字信号处理而获得的2个系统的电信号输出到电信号传递部820。

电信号传递部820使从数字信号处理部813输出的2个系统的电信号中的一方输入到光收发器830的数字信号处理部833，使另一方输入到光收发器840的数字信号处理部843。

在光收发器830中，数字信号处理部833对经由电信号传递部820而从光收发器810的数字信号处理部813输入的电信号进行otu4成帧。数字信号处理部833还对otu4成帧后的电信号进行纠错编码、用于生成偏振复用qpsk信号的映射处理、载波相位滑差补偿即周期滑差补偿中使用的导频信号的插入、通过电方式的信号处理实现的波形整形等，将进行这些处理而获得的电信号输出到驱动放大器834。在纠错编码中，例如，使用冗余度为20％以上的低密度奇偶校验码进行编码。这样，数字信号处理部833通过以与构成b站的光收发装置70中的数字信号处理部即图3所示的数字信号处理部703不同的调制方式对电信号进行调制，由此能够在光中继装置80中进行调制方式的变更。驱动放大器834对从数字信号处理部833输入的电信号进行放大，输出到光调制器835。光调制器835用从驱动放大器834输入的电信号对从偏振保持光耦合器832输入的无调制光进行调制，作为中继到a站的光信号输出到光合波部850。

在光收发器840中，对经由电信号传递部820从光收发器810的数字信号处理部813输入的电信号执行与光收发器830相同的步骤，生成中继到a站的光信号。

光合波部850对从光收发器830和840分别输入的光信号进行合波，输出到光开关部870的子开关872。

光开关部870的子开关872进行从光合波部850输入的光信号的路径选择，在此，输出到与a站连接的传输部42。

由此，在光中继装置80中，能够将客户端速率为200gbit/s的偏振复用16qam信号1波转换为客户端速率为100gbit/s的偏振复用qpsk信号2波。即，光中继装置80能够在对从b站发送的光信号朝向a站进行再现中继时变更调制方式。

传输部42将从再现中继站30具备的光收发装置80的构成了光开关部870的子开关872输出的光信号传输到a站内的光收发部60。

在图2所示结构的光收发装置60中，经由传输部42从再现中继站30传输来的光信号被输入到光分支部640。光分支部640例如使用功率比为1：1的1对2光耦合器使从传输部42输入的光信号分支，而输出到光收发器610的相干接收器616和光收发器620的相干接收器626。

在光收发器610中，相干接收器616使从光分支部640输入的光信号与从偏振保持光耦合器612输入的无调制光干渉而进行相干检波，将通过相干检波而获得的电信号输出到数字信号处理部613。数字信号处理部613对从相干接收器616输入的电信号进行数字信号处理，补偿接收信号中包含的失真等、例如，波长色散、偏振波变动、偏振模色散、载波频率偏移、载波相位变动等，并且进行纠错解码，并且对otu4帧进行解帧。其结果，能够获得100gb/s的电信号。数字信号处理部613将对从相干接收器616输入的电信号执行数字信号处理而获得的电信号输出到未图示的外部。

此外，在光收发器620中，相干接收器626使从光分支部640输入的光信号与从偏振保持光耦合器622输入的无调制光干渉而进行相干检波，将通过相干检波而获得的电信号输出到数字信号处理部623。数字信号处理部623对从相干接收器626输入的电信号进行数字信号处理，补偿接收信号中包含的失真等、例如，波长色散、偏振波变动、偏振模色散、载波频率偏移、载波相位变动等，并且进行纠错解码，并且对otu4帧进行解帧。其结果，能够获得100gb/s的电信号。数字信号处理部623将对从相干接收器626输入的电信号执行数字信号处理而获得的电信号输出到未图示的外部。

这样，再现中继站30的光中继装置80能够在将从第2通信站20发送的光信号再现中继到第1通信站10时变更调制方式。此外，光中继装置80能够在对光信号进行再现中继时变更波长。

在以上的说明中，再现中继站30的光中继装置80将从第1通信站10发送的偏振复用qpsk信号2波转换为偏振复用16qam信号1波并发送到第2通信站20，将从第2通信站20发送的偏振复用16qam信号1波转换为偏振复用qpsk信号2波并发送到第1通信站10。在与之相反的情况、即经由传输部41和42连接的第1通信站10收发偏振复用16qam信号1波且经由传输部51和52连接的第2通信站20收发偏振复用qpsk信号2波的结构的情况下，光中继装置80能够通过变更光开关部870的设定进行应对。

图5是示出与图4相比切换了光开关部870的子开关871和872的设定的例子的图。

在图5所示的例子中，光开关部870的子开关871接收从a站输出的光信号并输入到光收发器810的相干接收器816，并且接收从b站20输出的光信号并输入到光分支部860。此外，光开关部870的子开关872接收从光收发部810的光调制器815输出的光信号并朝向a站输出，并且接收从光合波部850输出的光信号并朝向b站输出。

这样，再现中继站30的光中继装置80能够在不对传输路侧的光接口进行连接变更的情况下，使与a站之间的光信号为偏振复用16qam、使与b站之间的信号为偏振复用qpsk。

图6是示出再现中继站30的光中继装置80在a站与b站之间对光信号进行再现中继的动作的流程图。

在从连接着a站和b站中的一方的第1传输路径输入了光信号时，光中继装置80将所输入的光信号转换为电信号并且进行解调(步骤s1)。接着，光中继装置80以第1调制方式对解调后的电信号进行调制并且将其转换为光信号，输出到连接着a站和b站中的另一方的第2传输路径(步骤s2)。此外，在从第2传输路径输入了光信号时，光中继装置80将所输入的光信号转换为电信号并且进行解调(步骤s3)。接着，光中继装置80以第2调制方式对解调后的电信号进行调制并且将其转换为光信号，输出到第1传输路径(步骤s4)。步骤s1和s2是第1中继步骤，步骤s3和s4是第2中继步骤。

在a站、b站和光中继装置80的连接关系是图4所示的连接关系的情况下，例如，在上述的步骤s1和s2中，光中继装置80将从a站输出的偏振复用qpsk光信号转换为偏振复用16qam光信号并朝向b站输出。此外，在步骤s3和s4中，光中继装置80将从b站输出的偏振复用16qam光信号转换为偏振复用qpsk光信号并朝向a站输出。在该情况下，第1调制方式成为16qam，第2调制方式成为qpsk。

在a站、b站和光中继装置80的连接关系是图5所示的连接关系的情况下，例如，在上述的步骤s1和s2中，光中继装置80将从a站输出的偏振复用偏振复用16qam转换为偏振复用qpsk光信号并朝向b站输出。此外，在步骤s3和s4中，光中继装置80将从b站输出的偏振复用qpsk光信号转换为偏振复用16qam光信号并朝向a站输出。在该情况下，第1调制方式成为qpsk，第2调制方式成为16qam。

另外，本实施方式的光中继装置80在对光信号进行再现中继时，进行客户端速率为100gbit/s的偏振复用qpsk信号2波与客户端速率为200gbit/s的偏振复用16qam信号1波之间的调制方式转换，但不限于此。在图4所示结构的情况下，如果是1波对2波的转换，则光中继装置80能够进行例如bpsk与qpsk之间的转换、8qam与64qam之间的转换等。这些转换能够通过变更图4所示的数字信号处理部813、833和843执行的数字信号处理来实现。此外，通过光中继装置80的结构、具体而言，变更第1信号转换部81具备的光收发器的数量和第2信号转换部82具备的光收发器的数量并且变更电信号传递部820的设定，还能够应用于更加一般化的结构，即，多进制度(multi-valuedegree或multi-leveldegree)为m[bit/symbol]且波长数(wavelengthnumber)为m[波]的光信号与多进制度为n[bit/symbol]且波长数为n[波]的光信号之间的转换。设m、m、n和n为自然数。另外，在共用符号速率的情况下，需要满足mm＝nn。

包含帧开销、纠错码奇偶校验、载波相位滑差补偿中使用等的冗余度，作为传输部侧比特率的行速率(linerate)在偏振复用qpsk的情况下，例如设为130gbit/s，在偏振复用16qam的情况下，例如设为260gbit/s。在偏振复用qpsk的情况和偏振复用16qam的情况中，还能够进行使冗余度不同的设定。

例如，作为具有100gbit/s的传输容量的客户端信号，使用了100gbe或者otu4。这时，作为在进行光传输的区间、即第1通信站10与再现中继站30之间的区间和再现中继站30与第2通信站20之间的区间中使用的帧的形式，使用了能够容纳100gbit/s信号的otu4帧或者能够容纳100gbit/s信号的倍数的otucn帧。

在本实施方式的光传输系统中，假设将每个信道的符号速率主要用作1gsymbol/s～100gsymbol/s的范围。但是，本发明并未将符号速率限定于上述范围。还能够在多个信道之间混合存在不同符号速率的信号。

如上所述，在本实施方式的光传输系统中，光中继装置80具有第1信号转换部81和第2信号转换部82。第1信号转换部81将从第1通信站10或者第2通信站输出的光信号转换为电信号并且进行解调并输出到第2信号转换部82侧，以第1调制方式对从第2信号转换部82侧输入的电信号进行调制并且将其转换为光信号并输出到第1通信站10或者第2通信站20。此外，第2信号转换部82以第2调制方式对从第1信号转换部81输出的电信号进行调制并且将其转换为光信号并输出到第2通信站20或者第1通信站10，将从第2通信站20或者第1通信站10输出的光信号转换为电信号并且进行解调并输出到第1信号转换部10侧。由此，光中继装置80能够在对光信号进行再现中继时变更调制方式。

此外，光中继装置80具备的光收发器810、830和840构成为在光信号的接收系统和发送系统中使用共同的无调制光，因此能够使搭载于各光收发器的光源为1台，能够实现低成本化。另一方面，即使是这些各光收发器在光信号的接收系统和发送系统中使用共同的无调制光的结构，光中继装置80也能够在光信号的再现中继中转换波长。因此，根据光中继装置80，能够以低成本实现可转换调制方式和波长这双方的再现中继。

此外，光中继装置80具有光开关部870，因此能够在不进行光接口的连接变更的情况下变更调制方式转换的方向，能够实现可灵活运用的光传输系统。

以上的实施方式所示的结构示出本发明的内容的一个例子，还能够与其他的公知技术组合，并且还能够在不脱离本发明主旨的范围内省略、变更结构的一部分。

标号说明

10：第1通信站；20：第2通信站；30：再现中继站；41、42、51、52：传输部；60、70：光收发装置；80：光中继装置；81：第1信号转换部；82：第2信号转换部；610、620、700、810、830、840：光收发器；611、621、701、811、831、841：光源；612、622、702、812、832、842：偏振保持光耦合器；613、623、703、813、833、843：数字信号处理部；614、624、704、814、834、844：驱动放大器；615、625、705、815、835、845：光调制器；616、626、706、816、836、846：相干接收器；630、850：光合波部；640、860：光分支部；820：电信号传递部；870：光开关部；871、872：子开关。