JP6386397B2 - 光伝送システム及び信号伝送方法 - Google Patents

Description

本発明は、光伝送システム及び信号伝送方法に関する。

インターネットで伝送されるトラフィックは年々増加しており、各国の研究機関や企業が、光基幹網における更なる大容量化及び経済性の向上を達成するための革新的な技術の研究開発を盛んに行っている。

近年では、光強度だけでなく、光位相を変調に組み込んだ多値変調技術や互いに直交した２つの偏波に別々の情報を乗せて多重する偏波多重技術を用いた伝送方式が登場しており、１波長あたり１００Ｇｂｐｓの大容量伝送システムが実現されるまでに至っている。

しかし、同一帯域幅での更なる多値化には高いＳＮＲが必要となる点、送受信に用いられる電子デバイスの動作速度が限界に近づいている点から、シングルキャリア伝送方式による更なる大容量伝送は技術的に困難であるとされている。

そこで、今後も増え続けるトラフィックに対応するための新たな技術として、複数の波長を用いて信号を伝送するマルチキャリア伝送方式が提案されている。

Siavash M. Alamouti, "A Simple Transmit Diversity Technique for Wireless Communications", IEEE JOURNAL ON SELECT AREAS IN COMMUNICATIONS, VOL.16, NO.8, OCTOBER 1998 Jean-Claude Belfiore, Ghaya Rekaya and Emanuele Viterbo, "The Golden Code: A 2×2 Full-Rate Space-Time Code With Nonvanishing Determinants", IEEE TRANSACTIONS ON INFORMATION THEORY, VOL.51, NO.4, APRIL 2005 C.Hollanti, J.Lahtonen, K.Ranto, R.Vehkalahti and E.Viterbo, "On the Algebraic Structure of the Silver Code: a 2×2 Perfect Space-Time Block Code", Information Theory Workshop, 2008. ITW'08. IEEE, May 2008

光伝送路上で発生する光信号を劣化させる要因として、光学デバイスに起因した現象、すなわち偏波依存損失、レーザの発振周波数揺らぎによるキャリア間干渉、フィルタリングの際の中心周波数シフトなどが存在する。このような光学デバイスに起因した現象は、一般的に周波数依存性、時間依存性、偏波依存性があるという特筆すべき性質を有している。

一方、従来のマルチキャリア伝送方式では、各サブキャリアでそれぞれ独立した信号系列を伝送しているため、信号系列ごとに上述の光学デバイスに起因した現象の受け方が一般に異なる。特に、従来のマルチキャリア伝送方式では、特定のサブキャリアで伝送している信号系列が上述の光学デバイスに起因した現象による致命的なペナルティを受けた際に、システム全体の伝送品質が著しく低下してしまうという問題がある。

本発明は、光学デバイスに起因した現象による伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる光伝送システム及び信号伝送方法を提供することを目的としている。

本発明の一態様は、光送信装置、光受信装置及び前記光送信装置と前記光受信装置とを通信可能に接続する光ファイバとを備える光伝送システムであって、前記光送信装置は、ｍ個（ｍは２以上の整数）の信号系列を符号化してｍ個の送信信号系列を生成する符号化回路と、前記符号化回路が生成した前記ｍ個の送信信号系列それぞれで、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調してｍ個の光変調信号を出力する光変調回路と、前記光変調回路が出力する前記ｍ個の光変調信号を多重して前記光ファイバに送出する合波回路と、を有し、前記光受信装置は、前記合波回路から送出された信号を受信し、受信した信号を前記ｍ個の光変調信号に分波する分波回路と、前記分波回路が波長分波して得られた前記ｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波してｍ個の受信信号系列を出力する光検波回路と、前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する復号化回路とを有し、前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列の信号に対して異なる信号系列の信号又は異なるタイムスロットの信号を組み合わせてグルーピングし、グループに含まれる各信号の成分を含む信号を当該グループの信号に対応する系列及びタイムスロットに配置して前記ｍ個の送信信号系列を生成することを特徴とする光伝送システムである。

また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列において同じタイムスロットのｍ個の信号をグルーピングし、前記ｍ個の送信信号系列における当該タイムスロットにグループ化した前記ｍ個の信号系列のｍ個の信号の成分を含む信号を配置することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列それぞれにおいて連続するｍ個のタイムスロットの信号をグルーピングし、前記送信信号系列における当該ｍ個のタイムスロットそれぞれにグループ化したｍ個の信号の成分を含む信号を配置することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列において連続するｍ個のタイムスロットに含まれるｍ×ｍ個の信号を異なる信号系列及び異なるタイムスロットの信号を組み合わせてグルーピングし、前記ｍ個の送信信号系列における当該ｍ個のタイムスロットそれぞれにグループ化した信号の成分を含む信号を配置することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記光送信装置は、前記ｍ個の信号系列に対して一定の周期でパイロット信号を挿入してパイロット信号を含むｍ個の信号系列を出力するパイロット信号挿入回路を更に有し、前記符号化回路は、前記パイロット信号挿入回路が出力するｍ個の信号系列を符号化して前記ｍ個の送信信号系列を生成し、前記光受信装置は、前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列それぞれにおいて前記パイロット信号に対応する信号を検出すると、検出した信号が含まれるタイムスロットで前記ｍ個の受信信号系列を同期させるとともに前記検出した信号を削除したｍ個の受信信号系列を出力する同期化回路を更に有し、前記復号化回路は、前記同期化回路が出力するｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、上記の光伝送システムにおいて、前記光送信装置は、前記ｍ個の送信信号系列に対して一定の周期でパイロット信号を挿入してパイロット信号を含むｍ個の送信信号系列を出力するパイロット信号挿入回路を更に有し、前記光変調回路は、前記パイロット信号挿入回路が出力するｍ個の送信信号系列それぞれで、前記波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調して前記ｍ個の光変調信号を出力し、前記光受信装置は、前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列それぞれにおいて前記パイロット信号を検出すると、検出したパイロット信号が含まれるタイムスロットで前記ｍ個の受信信号系列を同期させるとともに前記検出したパイロット信号を削除したｍ個の受信信号系列を出力する同期化回路を更に有し、前記復号化回路は、前記同期化回路が出力するｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、前記符号化回路は、直交行列を用いた符号化により、前記ｍ個の信号系列から前記ｍ個の送信信号系列を生成し、前記復号化回路は、直交行列を用いた復号化により、前記ｍ個の受信信号系列から前記ｍ個の信号系列を復号することを特徴とする。

また、本発明の一態様は、前記符号化回路及び前記復号化回路は、直交行列としてアダマール行列を用いることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、前記符号化回路は、符号化を行う複数の第１の加算器を備え、前記復号化回路は、復号化を行う複数の第２の加算器を備えることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列と前記ｍ個の送信信号系列との間における対応を記憶する第１のルックアップテーブルを備え、前記ｍ個の信号系列の信号の組み合わせに対応するｍ個の信号を前記第１のルックアップテーブルから読み出し、読み出したｍ個の信号を前記ｍ個の送信信号系列の信号とし、前記復号化回路は、前記ｍ個の受信信号系列と前記ｍ個の信号系列との間における対応を記憶する第２のルックアップテーブルを備え、前記ｍ個の受信信号系列の信号の組み合わせに対応するｍ個の信号を前記第２のルックアップテーブルから読み出し、読み出したｍ個の信号を前記ｍ個の信号系列の信号とすることを特徴とする。

また、本発明の一態様は、光送信装置、光受信装置及び前記光送信装置と前記光受信装置とを通信可能に接続する光ファイバとを備える光伝送システムにおける信号伝送方法であって、ｍ個（ｍは２以上の整数）の信号系列を符号化してｍ個の送信信号系列を生成する符号化ステップと、前記符号化ステップにおいて生成した前記ｍ個の送信信号系列それぞれで、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調してｍ個の光変調信号を生成する光変調ステップと、前記光変調ステップにおいて生成した前記ｍ個の光変調信号を多重して前記光ファイバに送出する合波ステップと、前記合波ステップにおいて送出された信号を受信し、受信した信号を前記ｍ個の光変調信号に分波する分波ステップと、前記光ファイバから波長多重された前記ｍ個の光変調信号を受信してｍ個の異なる波長ごと波長分波する分波ステップと、前記分波ステップにおいて波長分波して得られた前記ｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波してｍ個の受信信号系列を生成する光検波ステップと、前記光検波ステップにおいて生成した前記ｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する復号化ステップとを有し、前記符号化ステップでは、前記ｍ個の信号系列の信号に対して異なる信号系列の信号又は異なるタイムスロットの信号を組み合わせてグルーピングし、グループに含まれる各信号の成分を含む信号を当該グループの信号に対応する系列及びタイムスロットに配置して前記ｍ個の送信信号系列を生成することを特徴とする信号伝送方法である。

本発明によれば、送信対象のｍ個の信号系列それぞれの信号を、当該信号を含むグループの他の信号の系列又はタイムスロットにも当該信号の成分を配置して分散させる符号化を行うことにより、特定の送信信号系列又は特定のタイムスロットにおいて光学デバイスに起因した信号劣化が生じても伝送品質の劣化を抑えることができ、伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。

第１の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。 符号化回路１１による本来の信号系列と異なる信号系列に信号を分散する処理を示す第１のフローチャートである。 第１の符号化・復号化の一例を示す図である。 符号化回路１１による本来の信号系列と異なる信号系列に信号を分散する処理を示す第２のフローチャートである。 第２の符号化・復号化の一例を示す図である。 符号化回路１１による本来の信号系列と異なる信号系列に信号を分散する処理を示す第３のフローチャートである。 第３の符号化・復号化の一例を示す図である。 第２の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。 信号系列それぞれにパイロット信号を挿入する一例を示す図である。 第３の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。 送信信号系列それぞれにパイロット信号を挿入する一例を示す図である。 第４の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。 第５の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。 ｍ＝２の場合におけるアダマール変換回路の構成例を示すブロック図である。 ｍ＝２の場合におけるアダマール逆変換回路の構成例を示すブロック図である。 ｍ＝２の場合におけるアダマール変換に対応するルックアップテーブルの一例を示す図である。 ｍ＝２の場合におけるルックアップテーブルを用いたアダマール変換回路１１Ｂの構成例を示すブロック図である。 光伝送システムにおいて、波長と偏波との組み合わせが異なる搬送光を用いる伝送の一例を示す図である。 本実施形態の伝送方式の評価結果を示す第１の図である。 本実施形態の伝送方式の評価結果を示す第２の図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態における光伝送システム及び信号伝送方法を説明する。

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送システムは、光送信装置１０、光ファイバ２０及び光受信装置３０を備える。光送信装置１０と光受信装置３０とは、光伝送路としての光ファイバ２０を介して通信可能に接続されている。光送信装置１０は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを符号化し、符号化で得られたｍ個の送信信号系列で波長又は偏波が互いに異なるｍ個の搬送光を光変調し、光変調で得られたｍ個の光変調信号を波長多重又は偏波多重して光ファイバ２０へ送出する。光受信装置３０は、ｍ個の送信信号系列が多重された信号を光ファイバ２０から受信し、受信した信号に対する波長分波又は偏波分波によりｍ個の光変調信号を得て、得られたｍ個の光変調信号それぞれを光検波し、光検波で得られたｍ個の受信信号系列からｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを復号化する。伝送の対象となるｍ個の信号系列＃１〜＃ｍは、それぞれ独立したデータの系列である。

光送信装置１０は、符号化回路１１、ｍ個の光変調回路１２−１〜１２−ｍ及び合波回路１３を備える。ここで、ｍは２以上の整数である。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを外部の装置から入力する。符号化回路１１は、入力するｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを符号化してｍ個の送信信号系列を生成する。ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍは、同期しており、所定の時間間隔で区切られたタイムスロットを単位にして配置された信号の列である。符号化回路１１が行う符号化とは、各信号系列＃１〜＃ｍに含まれる各信号を本来の信号系列と異なる信号系列又は本来のタイムスロットと異なるタイムスロットにも信号を分散する操作である。本来の信号系列とは、符号化を行う前に各信号が属する信号系列のことである。また、本来のタイムスロットとは、符号化を行う前の信号が属するタイムスロットのことである。

例えば、符号化回路１１は、各信号系列＃１〜＃ｍに含まれる信号それぞれの成分が、符号化後のｍ個の送信信号系列において、異なる信号系列又は異なるタイムスロットのｍ箇所に含まれるように分散させることにより、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍと異なるｍ個の送信信号系列を生成する。符号化回路１１は、生成したｍ個の送信信号系列それぞれを対応する光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する。

ｍ個の光変調回路１２−１〜１２−ｍそれぞれは、符号化回路１１が出力するｍ個の送信信号系列のうち、自身に対応する一つの送信信号系列を入力する。光変調回路１２−１〜１２−ｍそれぞれは、入力した送信信号系列に基づいて波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調し、変調により得られた光変調信号を合波回路１３に出力する。合波回路１３は、光変調回路１２−１〜１２−ｍそれぞれから出力されるｍ個の光変調信号を波長多重又は偏波多重して光ファイバ２０に送出する。

光受信装置３０は、分波回路３１、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍ及び復号化回路３３を備える。分波回路３１は、ｍ個の光変調信号が多重された信号を光ファイバ２０から受信し、受信した信号を波長ごと又は偏波ごとにｍ個の光変調信号に分波する。分波回路３１は、分波して得られるｍ個の光変調信号それぞれを対応する光検波回路３２−１〜３２−ｍに出力する。

ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれは、分波回路３１が出力するｍ個の光変調信号のうち、自身に対応する一つの光変調信号を入力する。光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれは、入力した光変調信号に対して光検波を行い、光検波により得られる受信信号系列を復号化回路３３に出力する。復号化回路３３は、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれが出力する受信信号系列を入力し、入力したｍ個の受信信号系列をｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに復号化する。復号化回路３３が行うｍ個の受信信号系列に対する復号化は、符号化回路１１がｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対して行う符号化に対応する。

以下、光送信装置１０に備えられる符号化回路１１が行う符号化と、光受信装置３０に備えられる復号化回路３３が行う復号化とが行う具体的な処理について説明する。

（第１の符号化・復号化）
図２は、符号化回路１１による本来の信号系列と異なる信号系列に信号を分散する処理を示す第１のフローチャートである。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対する符号化を開始すると、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍそれぞれの信号を同タイムスロットごとにグルーピングする（ステップＳ１０１）。

符号化回路１１は、グルーピングしたｍ個の信号それぞれを当該タイムスロットにおけるｍ個の送信信号系列それぞれの信号に分散する符号化を行い、ｍ個の送信信号系列それぞれの信号を生成する。符号化回路１１は、生成したｍ個の送信信号系列それぞれの信号を光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する（ステップＳ１０２）。

符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍが終わるまで、ステップＳ１０１及びステップＳ１０２を繰り返し行う。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍが終わると、処理を終了する。

図３は、第１の符号化・復号化の一例を示す図である。同図に示す例は、ｍ＝２の場合である。信号系列＃１｛ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，…｝と信号系列＃２｛ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４，…｝との２個の信号系列が伝送の対象である。なお、同図においては、光変調回路１２−１〜１２−ｍ、合波回路１３、分波回路３１及び光検波回路３２−１〜３２−ｍの記載を省略している。

符号化回路１１は、同じタイムスロットにおける２個の信号系列＃１及び＃２それぞれの信号（例えば信号ａ_１及びｂ_１）をグルーピングする。符号化回路１１は、グルーピングした２個の信号を２個の送信信号系列＃１及び＃２のそれぞれに分散させ、タイムスロットにおける送信信号系列＃１及び＃２の信号を生成する。

例えば、タイムスロットｔ_１における、信号系列＃１及び＃２それぞれの信号ａ_１及びｂ_１をグルーピングして符号化し、送信信号系列＃１の信号ａ’_１には信号系列＃１の信号ａ_１と信号系列＃２の信号ｂ_１とを線形合成した信号を、送信信号系列＃２の信号ｂ’_１には信号系列＃１の信号ａ_１と信号系列＃２の信号ｂ_１とを線形合成した信号を生成する。

符号化回路１１が送信信号系列＃１及び＃２における信号を生成する符号化方法としては、例えばアダマール行列を用いた符号化がある。次式（１）は、アダマール行列を用いた２個の信号に対する符号化を表している。信号ａ_１及びｂ_１を符号化して、送信信号系列における信号ａ’_１及びｂ’_１を生成する。

上記の符号化を行うことにより、符号化前の信号ａ_１及びｂ_１それぞれを２個の送信信号系列に分散した新たな信号ａ’_１及びｂ’_１が生成される。なお、アダマール行列を用いた符号化方法は、ｍ＝２^ｎ個の信号系列を符号化する場合に適用できる。ここで、ｎは正の整数である。

タイムスロットｔ_２、ｔ_３、ｔ_４、…の信号系列＃１及び＃２それぞれの信号に対しても同様に符号化を行うことにより、各タイムスロットの送信信号系列＃１及び＃２の信号を生成する。この符号化により、各タイムスロットの信号系列＃１及び＃２の信号は、送信信号系列＃１及び＃２のそれぞれに分散される。

復号化回路３３は、同じタイムスロットにおける、２個の送信信号系列＃１及び＃２それぞれの信号（例えば、信号ａ’_１及びｂ’_１）をグルーピングする。復号化回路３３は、グルーピングした２個の信号から、それぞれの信号に分散して含まれている信号系列＃１の信号と信号系列＃２の信号とを復号する。なお、図３においては光変調回路１２−１〜１２−ｍ、合波回路１３、分波回路３１及び光検波回路３２−１〜３２−ｍの記載を省き、送信信号系列＃１及び＃２を復号化回路３３の処理の対象として記載したが、送信信号系列＃１及び＃２に対応する受信信号系列＃１及び＃２が復号化回路３３の処理の対象である。

例えば、タイムスロットｔ１における、送信信号系列＃１及び＃２それぞれの信号ａ’_１及びｂ’_１を線形合成して、信号系列＃１の信号ａ_１と信号系列＃２の信号ｂ_１とを復号化する。復号化回路３３における信号系列＃１及び＃２の信号の復号化方法としては、例えば符号化回路１１と同様に、アダマール行列を用いた復号化がある。次式（２）に示すように、送信信号系列＃１及び＃２の信号ａ’_１及びｂ’_１から信号系列＃１及び＃２の信号ａ_１及びｂ_１を得ることができる。

上記の復号化を行うことにより、符号化前の信号ａ_１及びｂ_１それぞれを２個の送信信号系列に分散した信号ａ’_１及びｂ’_１から、符号化前の信号ａ_１及びｂ_１を復号化することができる。また、タイムスロットｔ_２、ｔ_３、ｔ_４、…の送信信号系列＃１及び＃２それぞれの信号に対しても同様に復号化を行うことにより、符号化前の信号系列＃１及び＃２を得ることができる。なお、復号化回路３３における復号化（又は線形合成）は、符号化回路１１が行う符号化と対応するものであり、復号化における処理又は演算は符号化に応じて予め定められている。

上記の第１の符号化・復号化を行うことにより、光送信装置１０、光ファイバ２０及び光受信装置３０において生じる光学デバイスに起因した波長（周波数）ごと又は偏波ごとに異なる信号劣化が２個の信号系列＃１及び＃２に均等分散されるため、伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。ここでは、ｍ＝２の場合について示したが、一般化すると、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍの各信号を同じタムスロットのｍ個の送信信号系列それぞれに分散させることができる。ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍの信号を分散させることで、波長（周波数）ごと又は偏波ごとに信号劣化が異なる際の伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。

例えば、ｍ＝４の場合、すなわち４個の信号系列＃１〜＃４それぞれを４つの異なる波長の搬送光を用いて伝送する際に、１つの搬送光において中心周波数シフトの影響を受けるとき、従来の伝送方式では９ＧＨｚの中心周波数シフトのＱペナルティは約１．７ｄＢとなる。一方、アダマール行列を用いた上記の符号化を行い、４個の信号系列＃１〜＃４の各信号を４個の送信信号系列＃１〜＃４それぞれに分散して伝送すると、Ｑペナルティを約０．７ｄＢに抑えることが可能となる。

（第２の符号化・復号化）
図４は、符号化回路１１による本来の信号系列と異なる信号系列に信号を分散する処理を示す第２のフローチャートである。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対する符号化を開始すると、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍそれぞれにおいて連続するｍタイムスロット分の信号をグルーピングする（ステップＳ２０１）。

符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍそれぞれのグルーピングしたｍ個の信号ごとに、ｍ個の信号をｍタイムスロット分の信号それぞれに分散する符号化を行い、送信信号系列のｍタイムスロット分の信号を生成する。符号化回路１１は、生成したｍ個の送信信号系列それぞれのｍタイムスロット分の信号を光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する（ステップＳ２０２）。

符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍが終わるまで、ステップＳ２０１及びステップＳ２０２を繰り返し行う。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍが終わると、処理を終了する。

図５は、第２の符号化・復号化の一例を示す図である。同図に示す例は、ｍ＝２の場合である。信号系列＃１｛ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，…｝と信号系列＃２｛ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４，…｝との２個の信号系列が伝送の対象である。なお、同図においては、図３と同様に、光変調回路１２−１〜１２−ｍ、合波回路１３、分波回路３１及び光検波回路３２−１〜３２−ｍの記載を省略している。

符号化回路１１は、信号系列＃１において２タイムスロット分の信号（例えば、信号ａ_１及びａ_２）をグルーピングする。また、符号化回路１１は、信号系列＃２において２タイムスロット分の信号（例えば、信号ｂ_１及びｂ_２）をグルーピングする。符号化回路１１は、信号系列ごとに、グルーピングした２個の信号を送信信号系列における２タイムスロット分の信号それぞれに分散させ、送信信号系列の信号を生成する。

例えば、信号系列＃１における、タイムスロットｔ_１及びｔ_２それぞれの信号ａ_１及びａ_２をグルーピングして符号化し、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_１の信号ａ’_１には信号ａ_１と信号ａ_２とを線形合成した信号を、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_２の信号ａ’_２には信号ａ_１と信号ａ_２とを線形合成した信号と生成する。

また、信号系列＃２における、タイムスロットｔ_１及びｔ_２それぞれの信号ｂ_１及びｂ_２をグルーピングして符号化し、送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_１の信号ｂ’_１には信号ｂ_１と信号ｂ_２とを線形合成した信号を、送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_２の信号ｂ’_２には信号ｂ_１と信号ｂ_２とを線形合成した信号と生成する。

符号化回路１１が送信信号系列＃１及び＃２における信号を生成する符号化方法としては、第１の符号化・復号化と同様に、アダマール行列を用いた符号化がある。

上記の符号化を行うことにより、符号化前の信号系列＃１の信号ａ_１及びａ_２それぞれを送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_１及びｔ_２に分散した新たな信号ａ’_１及びａ’_２が生成される。符号化前の信号系列＃２に対しても同様に符号化を行うことにより、送信信号系列＃２の各タイムスロットの信号を生成する。この符号化により、信号系列＃１及び＃２の信号は、ｍタイムスロット分の信号ごとに、送信信号系列＃１及び＃２のｍスロット分の信号それぞれに分散される。

復号化回路３３は、送信信号系列ごとに、２タイムスロット分の信号（例えば、信号ａ’_１及びａ’_２）をグルーピングする。復号化回路３３は、グルーピングした２個の信号から、それぞれの信号に分散して含まれている２タイムスロット分の信号系列の信号を復号する。

例えば、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_１及びｔ_２の信号ａ’_１及びａ’_２を線形合成して、信号系列＃１のタイムスロットｔ_１の信号ａ_１と信号系列＃１のタイムスロットｔ_２の信号ａ_２とを復号する。復号化回路３３における信号系列＃１及び＃２それぞれの信号の復号化方法としては、例えば符号化回路１１と同様にアダマール行列を用いた復号化がある。

上記の復号化を行うことにより、符号化前の信号ａ_１及びａ_２それぞれを送信信号系列＃１の２タイムスロット分の信号に分散した信号ａ’_１及びａ’_２から、符号化前の信号ａ_１及びａ_２を復号することができる。また、タイムスロットｔ_３及びｔ_４以降の送信信号系列＃１の信号に対しても同様の復号化を行うことにより、符号化前の信号系列＃１を得ることができる。また、送信信号系列＃２の信号に対して同様の復号化を行うことにより、符号化前の信号系列＃２を得ることができる。

上記の第２の符号化・復号化を行うことにより、光送信装置１０、光ファイバ２０及び光受信装置３０において生じる光学デバイスに起因した時間ごとに異なる信号劣化が２つのタイムスロットに均等分散されるため、伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。ここでは、ｍ＝２の場合について示したが、一般化すると、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍそれぞれにおいてｍタイムスロット分の信号をｍタイムスロットに亘り分散させることができる。ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍそれぞれの信号を分散させることで、時間ごとに信号劣化が異なる際の伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。

（第３の符号化・復号化）
図６は、符号化回路１１による本来の信号系列と異なる信号系列に信号を分散する処理を示す第３のフローチャートである。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対する符号化を開始すると、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍにおける連続するｍタイムスロット分の信号のうちｍ個の信号を組み合わせてグルーピングする（ステップＳ３０１）。例えば、符号化回路１１は、ｍタイムスロット分の各信号系列の信号において、異なるタイムスロットの異なる信号系列の信号を組み合わせてグルーピングする。

符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍにおけるｍタイムスロット分の信号を組み合わせてグルーピングしたｍ個の信号ごとに、ｍ個の信号をｍタイムスロット分の信号それぞれに分散する符号化を行い、ｍ個の送信信号系列それぞれにおけるｍタイムスロット分の信号を生成する。符号化回路１１は、生成したｍ個の送信信号系列それぞれのｍタイムスロット分の信号を光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する（ステップＳ３０２）。

符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍが終わるまで、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２を繰り返して行う。符号化回路１１は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍが終わると、処理を終了する。

図７は、第３の符号化・復号化の一例を示す図である。同図に示す例は、ｍ＝２の場合である。信号系列＃１｛ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，…｝と信号系列＃２｛ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４，…｝との２個の信号系列が伝送の対象である。なお、同図においては、図３及び図５と同様に、光変調回路１２−１〜１２−ｍ、合波回路１３、分波回路３１及び光検波回路３２−１〜３２−ｍの記載を省略している。

符号化回路１１は、信号系列＃１及び＃２における２タイムスロット分の信号（例えば、信号ａ_１、ａ_２、ｂ_１及びｂ_２）のうち２個の信号を組み合わせてグルーピングする。図７に示す例では、信号ａ_１と信号ｂ_２とをグルーピングし、信号ｂ_１と信号ａ_２とをグルーピングしている。符号化回路１１は、グループごとに、グループの信号が含まれる信号系列の番号に対応する送信信号系列におけるタイムスロットにグループの信号を分散させ、送信信号系列の信号を生成する。

例えば、信号系列＃１のタイムスロットｔ_１の信号ａ_１と信号系列＃２のタイムスロットｔ_２の信号ｂ_２とを含むグループに対する符号化では、信号ａ_１と信号ｂ_２とに対する異なる線形合成により、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_１の信号ａ’_１と送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_２の信号ｂ’_２とが生成される。また、信号系列＃１のタイムスロットｔ_２の信号ａ_２と信号系列＃２のタイムスロットｔ_１の信号ｂ_１とを含むグループに対する符号化では、信号ａ_２と信号ｂ_１に対する異なる線形合成により、送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_２の信号ａ’_２と送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_１の信号ｂ’_１とが生成される。

符号化回路１１が送信信号系列＃１及び＃２における信号を生成する符号化方法としては、第１の符号化・復号化と同様に、アダマール行列を用いた符号化がある。

上記の符号化を行うことにより、符号化前の信号系列＃１の信号ａ_１と信号系列＃２の信号ｂ_２とを、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_１と送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_２とに分散した新たな信号ａ’_１及びｂ’_２が生成される。また、符号化前の信号系列＃１の信号ａ_２と信号系列＃２の信号ｂ_１とを、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_２と送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_１とに分散した新たな信号ａ’_２及びａ’_１が生成される。この符号化により信号系列＃１及び＃２の信号は、ｍタイムスロット分の信号ごとに、異なる送信信号系列の異なるタイムスロットの信号に分散される。

復号化回路３３は、送信信号系列＃１及び＃２における２タイムスロット分の信号（例えば、ａ’_１、ａ’_２、ｂ’_１及びｂ’_２）のうち２個の信号を組み合わせてグルーピングする。図７に示す例では、復号化回路３３は、信号ａ’_１と信号ｂ’_２とをグルーピングし、信号ｂ’_１と信号ａ’_２とをグルーピングする。復号化回路３３は、グルーピングした２個の信号から、それぞれの信号に分散して含まれている符号化前の２個の信号を復号する。

例えば、送信信号系列＃１のタイムスロットｔ_１の信号ａ’_１と送信信号系列＃２のタイムスロットｔ_２の信号ｂ’_２とを線形合成して、信号系列＃１のタイムスロットｔ_１の信号ａ_１と信号系列＃２のタイムスロットｔ_２の信号ｂ_２とを復号する。復号化回路３３における信号の復号化方法としては、例えば符号化回路１１と同様にアダマール行列を用いた復号化がある。

上記の復号化を行うことにより、符号化前の信号ａ_１及びｂ_２それぞれを送信信号系列＃１及び＃２の信号ａ’_１及びｂ’_２から、符号化前の信号ａ_２及びｂ_１それぞれを送信信号系列＃１及び＃２の信号ａ’_２及びｂ’_１から復号することができる。また、タイムスロットｔ_３及びｔ_４以降の送信信号系列＃１及び＃２に対しても同様の復号化を行うことにより、符号化前の信号系列＃１及び＃２を得ることができる。

上記の第３の符号化・復号化を行うことにより、光送信装置１０、光ファイバ２０及び光受信装置３０において生じる光学デバイスに起因した波長（周波数）ごと、偏波ごと又は時間ごとに異なる信号劣化が均等分散されるため、伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。ここでは、ｍ＝２の場合について示したが、一般化すると、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍにおけるｍタイムスロット分のｍ×ｍ個の信号に対して異なる信号系列及び異なるタイムスロットの信号を組み合わせてグルーピングし、ｍ個のグループごとに各信号を異なる送信信号系列及び異なるタイムスロットの信号に分散させることができる。ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍの信号を分散させることで、波長ごと、偏波ごと又は時間ごと或いはそれらのうちの複数で信号劣化が異なる際の伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。

なお、第３の符号化・復号化において、符号化回路１１がｍ個の信号系列＃１〜＃ｍにおけるｍタイムスロット分のｍ×ｍ個の信号を組み合わせてｍ個のグループに分ける構成を説明した。しかし、符号化回路１１がｍ×ｍ個の信号をｍ個のグループに分けずにｍ×ｍ個の信号系列の信号を、ｍ個の送信信号系列におけるｍタイムスロット分の信号に分散させてもよい。このとき、符号化回路１１は、例えばｍ^２行ｍ^２列のアダマール行列を用いてｍ×ｍ個の信号を分散させる。具体的には図７に示した例において、信号系列＃１の信号ａ_１及びａ_２と信号系列＃２の信号ｂ_１及びｂ_２とを２つのグループに分けずに、４行４列（４次）のアダマール行列を用いて信号ａ_１、ａ_２、ｂ_１及びｂ_２を、送信信号系列＃１及び＃２における信号ａ’_１、ａ’_２、ｂ’_１及びｂ’_２に分散させる。これにより、送信する信号系列＃１及び＃２の信号を広く分散させることができ、伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることができる。

なお、第１、第２及び第３の符号化・復号化において、符号化回路１１及び復号化回路３３がアダマール行列を用いる符号化及び復号化を説明した。しかし、上述の符号化及び復号化には、アダマール行列を用いる符号化及び復号化の他に、非特許文献１に記載のアラマウチ符号（Alamouti code）、非特許文献２に記載のゴールデン符号（Golden Code）、非特許文献３に記載のシルバー符号（Silver Code）などを用いることができる。

（第２の実施形態）
第２の実施形態では、波長又は偏波が互いに異なる搬送光で伝送される複数の信号系列間の同期を光受信装置でとるための構成を説明する。図８は、第２の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送システムは、光送信装置４０、光ファイバ２０及び光受信装置５０を備える。光送信装置４０と光受信装置５０とは、光ファイバ２０を介して通信可能に接続されている。第２の実施形態の光伝送システムは、第１の実施形態の光伝送システムと同様に、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを伝送する。なお、第２の実施形態の光伝送システムにおいて、第１の実施形態の光伝送システムの構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、その構成要素に対する説明を省略する。

光送信装置４０は、パイロット信号挿入回路４４、符号化回路１１、光変調回路１２−１〜１２−ｍ及び合波回路１３を備える。パイロット信号挿入回路４４は、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを外部の装置から入力する。パイロット信号挿入回路４４は、入力するｍ個の信号系列＃１〜＃ｍそれぞれに対して予め定められた周期で所定の信号を挿入する。パイロット信号挿入回路４４は、所定の信号が周期的に同時に現れるｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを符号化回路１１に出力する。符号化回路１１は、パイロット信号挿入回路４４から出力されるｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対して符号化を行う。ここで、信号系列＃１〜＃ｍそれぞれに挿入する所定の信号は、符号化回路１１で符号化を施されることによってパイロット信号となる信号又は既知信号である。符号化回路１１で生成されるｍ個の送信信号系列にパイロット信号が一定間隔で含まれることになる。

光受信装置５０は、分波回路３１、光検波回路３２−１〜３２−ｍ、同期化回路５４及び復号化回路３３を備える。同期化回路５４は、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれが出力する受信信号系列を入力し、入力したｍ個の受信信号系列それぞれをモニタリングする。同期化回路５４は、ｍ個の受信信号系列それぞれにおいてパイロット信号を検出すると、パイロット信号が含まれるタイムスロットでｍ個の受信信号系列を同期させるとともに、パイロット信号を削除したｍ個の受信信号受信系列を復号化回路３３に出力する。復号化回路３３は、同期化回路５４から出力されるｍ個の受信信号系列を入力し、入力したｍ個の受信信号系列をｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに復号化する。

図９は、信号系列それぞれにパイロット信号を挿入する一例を示す図である。同図に示す例は、ｍ＝２の場合である。信号系列＃１｛ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，…｝と信号系列＃２｛ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４，…｝との２個の信号系列が伝送の対象である。ここでは、符号化回路１１は、第１の符号化・復号化における符号化を行っている。パイロット信号挿入回路４４は、２個の信号系列＃１及び＃２それぞれに、２タイムスロット分の信号ごとに所定の信号（符号化前のパイロット信号）を挿入する。

例えば、パイロット信号挿入回路４４は、信号系列＃１及び＃２それぞれにおいてタイムスロットｔ_２の信号とタイムスロットｔ_３の信号との間に、所定の信号を挿入している。パイロット信号挿入回路４４は、同図には示されていないが、信号系列＃１及び＃２それぞれにおけるタイムスロットｔ_４の信号の後にも所定の信号を挿入する。

パイロット信号挿入回路４４において挿入される所定の信号は、符号化回路１１において符号化される。所定の信号を符号化して得られた信号はパイロット信号とみなすことができる信号であり、２個の送信信号系列＃１及び＃２には一定の時間間隔でパイロット信号が含まれることになる。このパイロット信号を光受信装置５０の同期化回路５４が検出することにより、復号化回路３３に入力されるｍ個の受信信号系列間の同期をとることができる。

上記のようにパイロット信号を用いることにより、複数の信号系列の間に光伝送などによる同期のずれが生じたとしても、光受信装置５０において信号系列の間の同期をとることができる。

なお、パイロット信号挿入回路４４は、復号化回路３３に入力されるｍ個の受信信号系列において１タイムスロット以上のずれが発生しない間隔で所定の信号（符号化前のパイロット信号）を挿入するようにしてもよい。

（第３の実施形態）
第３の実施形態では、第２の実施形態と同様に、波長又は偏波が互いに異なる搬送光で伝送される複数の信号系列間の同期を光受信装置でとるための構成を説明する。図１０は、第３の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送システムは、光送信装置６０、光ファイバ２０及び光受信装置７０を備える。光送信装置６０と光受信装置７０とは、光ファイバ２０を介して通信可能に接続されている。第３の実施形態の光伝送システムは、第１の実施形態の光伝送システムと同様に、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを伝送する。なお、第３の実施形態の光伝送システムにおいて、第１の実施形態の光伝送システムの構成要素と同じ構成要素に対しては同じ符号を付して、その構成要素に対する説明を省略する。

光送信装置６０は、符号化回路１１、パイロット信号挿入回路６４、光変調回路１２−１〜１２−ｍ及び合波回路１３を備える。パイロット信号挿入回路６４は、ｍ個の送信信号系列を符号化回路１１から入力する。パイロット信号挿入回路６４は、入力するｍ個の送信信号系列それぞれに対して予め定められた周期でパイロット信号を挿入する。パイロット信号挿入回路６４は、パイロット信号が周期的に同時に現れるｍ個の送信信号系列それぞれを対応する光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する。光変調回路１２−１〜１２−ｍそれぞれは、パイロット信号挿入回路６４が出力するｍ個の送信信号系列のうち、自身に対応する一つの送信信号系列を入力する。

光受信装置７０は、分波回路３１、光検波回路３２−１〜３２−ｍ、同期化回路７４及び復号化回路３３を備える。同期化回路７４は、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれが出力する受信信号系列を入力し、入力したｍ個の受信信号系列それぞれをモニタリングする。同期化回路７４は、ｍ個の受信信号系列それぞれにおいてパイロット信号を検出すると、パイロット信号が含まれるタイムスロットでｍ個の受信信号系列を同期させるとともに、パイロット信号を削除したｍ個の受信信号受信系列を復号化回路３３に出力する。復号化回路３３は、同期化回路７４から出力されるｍ個の受信信号系列を入力し、入力したｍ個の受信信号系列をｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに復号化する。

図１１は、送信信号系列それぞれにパイロット信号を挿入する一例を示す図である。同図に示す例は、ｍ＝２の場合である。信号系列＃１｛ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，…｝と信号系列＃２｛ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４，…｝との２個の信号系列が伝送の対象である。ここでは、符号化回路１１は、第１の符号化・復号化における符号化を行っている。パイロット信号挿入回路６４は、２個の送信信号系列＃１及び＃２それぞれに、２タイムスロット分の信号ごとにパイロット信号を挿入する。

例えば、パイロット信号挿入回路６４は、送信信号系列＃１及び＃２それぞれにおいてタイムスロットｔ_２の信号とタイムスロットｔ_３の信号との間に、パイロット信号を挿入している。パイロット信号挿入回路６４は、同図には示されていないが、送信信号系列＃１及び＃２それぞれにおけるタイムスロットｔ_４の信号の後にもパイロット信号を挿入する。

パイロット信号挿入回路６４が挿入したパイロット信号を光受信装置７０の同期化回路７４が検出することにより、復号化回路３３に入力されるｍ個の受信信号系列間の同期をとることができる。

上記のようにパイロット信号を用いることにより、複数の信号系列の間に光伝送などによる同期のずれが生じたとしても、光受信装置５０において信号系列の間の同期をとることができる。第３の実施形態における光伝送システムでは、第２の実施形態における光伝送システムよりも容易にパイロット信号の挿入を行うことができる。

なお、パイロット信号挿入回路６４は、復号化回路３３に入力されるｍ個の受信信号系列において１タイムスロット以上のずれが発生しない間隔でパイロット信号を挿入するようにしてもよい。

なお、第２及び第３の実施形態におけるパイロット信号を挿入する図９及び図１１の例では、符号化回路１１が第１の符号化・復号化の符号化を行う処理を説明した。しかし、符号化回路１１が第２又は第３の符号化・復号化の符号化を行うことも可能である。符号化回路１１が第２又は第３の符号化・復号化の符号化を行う場合、パイロット信号挿入回路４４は、挿入する所定の信号（符号化前のパイロット信号）をｍタイムスロットに亘り挿入してもよい。これにより、符号化回路１１は、送信するｍ個の信号系列＃１〜＃ｍの信号と、挿入された所定の信号とを区別することなく符号化することができる。

（第４の実施形態）
図１２は、第４の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送システムは、光送信装置１０Ａ、光ファイバ２０及び光受信装置３０Ａを備える。光送信装置１０Ａと光受信装置３０Ａとは、光ファイバ２０を介して通信可能に接続されている。第４の実施形態の光伝送システムは、第１の実施形態における光伝送システムにおける符号化回路１１及び復号化回路３３において直交行列を用いた符号化及び復号化を行うものである。第４の実施形態の光伝送システムにおいて、第１の実施形態の光伝送システムにおける構成要素と同じ構成要素に対しては、同じ符号を付して、その構成要素に対する説明を省略する。

符号化回路としての直交変換回路１１Ａは、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを外部の装置などから入力する。直交変換回路１１Ａは、入力するｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対して直交符号化を行い、ｍ個の送信信号系列を生成する。直交変換回路１１Ａは、生成したｍ個の送信信号系列それぞれを、対応する光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する。直交変換回路１１Ａは、直交変換により、本来の信号系列と異なる信号系列又は本来のタイムスロットと異なるタイムスロットにも各信号系列＃１〜＃ｍに含まれる各信号を分散させる。

例えば、直交変換回路１１Ａによる直交変換に回転行列を用いることができる。ｍ＝２の場合における回転行列を用いた直交変換は、次式（３）で表される。信号系列＃１に含まれる信号ａ_１と信号系列＃２に含まれるｂ_１とに対して、回転行列を用いた直交変換を行うことにより、２つの送信信号系列それぞれにおける信号ａ’_１及びｂ’_１が得られる。

回転行列を用いた直交変換を行うことにより、信号ａ_１及びｂ_１それぞれを２個の送信信号系列に分散した新たな信号ａ’_１及びｂ’_１を得ることができる。なお、式（３）におけるθの値は０≦θ＜２πを満たす任意の値をとることができる。特にθ＝π／４のときは、回転行列はアダマール行列となる。また、θの値を変化させることにより、符号化前の各信号系列の信号を符号化後の各送信信号系列へ分散させる際の割合を可変することができる。また、直交変換に回転行列を用いた符号化は、ｍ＝２^ｎ（ｎは正の整数）の場合、すなわちｍ＝２^ｎ個の信号系列を符号化する場合に適用できる。

復号化回路としての直交逆変換回路３３Ａは、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれが出力する受信信号系列を入力する。直交逆変換回路３３Ａは、入力したｍ個の受信信号系列に対して直交逆変換を行い、ｍ個の信号系列を復号する。直交逆変換回路３３Ａは、復号により得られたｍ個の信号系列を出力する。直交逆変換回路３３Ａが行う直交逆変換は、直交変換回路１１Ａが行う直交変換に対する逆変換である。

例えば、直交変換回路１１Ａにおける直交変換が回転行列を用いた変換である場合、直交逆変換回路３３Ａにおける直交逆変換に回転行列を用いることができる。式（３）において示した変換が直交変換回路１１Ａにおいて行われた場合、直交逆変換回路３３Ａにおける逆変換は、次式（４）で表される。

光検波回路３２−１及び３２−２それぞれから出力される受信信号系列の信号ａ’_１及びｂ’_１に対して、回転行列を用いた直交逆変換を行うことにより、２つの信号系列＃１及び＃２の信号ａ_１及びｂ_１を復号することができる。

回転行列を用いた符号化及び復号化は、第１の実施形態において示した第１、第２及び第３の符号化・復号化のいずれにおいても適用することができる。また、第２及び第３の実施形態における符号化回路１１及び復号化回路３３に代えて、第４の実施形態における直交変換回路１１Ａ及び直交逆変換回路３３Ａを用いるようにしてもよい。

（第５の実施形態）
図１３は、第５の実施形態における光伝送システムの構成を示すブロック図である。同図に示すように、光伝送システムは、光送信装置１０Ｂ、光ファイバ２０及び光受信装置３０Ｂを備える。光送信装置１０Ｂと光受信装置３０Ｂとは、光ファイバ２０を介して通信可能に接続されている。第５の実施形態の光伝送システムは、第１の実施形態における光伝送システムにおける符号化回路１１及び復号化回路３３においてアダマール行列を用いた符号化及び復号化を行うものである。第５の実施形態の光伝送システムにおいて、第１の実施形態の光伝送システムにおける構成要素と同じ構成要素に対しては、同じ符号を付してその構成要素に対する説明を省略する。

符号化回路としてのアダマール変換回路１１Ｂは、ｍ個の信号系列＃１〜＃ｍを外部の装置などから入力する。アダマール変換回路１１Ｂは、入力するｍ個の信号系列＃１〜＃ｍに対して、アダマール変換による符号化を行い、ｍ個の送信信号系列を生成する。アダマール変換回路１１Ｂは、生成したｍ個の送信信号系列それぞれを、対応する光変調回路１２−１〜１２−ｍに出力する。アダマール変換回路１１Ｂは、アダマール行列を用いた変換により、本来の信号系列と異なる信号系列又は本来のタイムスロットと異なるタイムススロットにも各信号系列＃１〜＃ｍに含まれる各信号を分散させる。本実施形態におけるｍは、２以上の整数であり、ｍ＝２^ｎ（ｎは正の整数）を満たす値である。

復号化回路としてのアダマール逆変換回路３３Ｂは、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍそれぞれが出力する受信信号系列を入力する。アダマール逆変換回路３３Ｂは、入力したｍ個の受信信号系列に対してアダマール変換を行い、ｍ個の信号系列を復号する。アダマール逆変換回路３３Ｂは、復号により得られたｍ個の信号系列を出力する。

図１４は、ｍ＝２の場合におけるアダマール変換回路１１Ｂの構成例を示すブロック図である。アダマール変換回路１１Ｂは、加算器１１１及び加算器１１２を備える。加算器１１１は、信号系列＃１及び信号系列＃２を入力し、入力した信号系列＃１及び信号系列＃２を加算する。加算器１１１は、加算結果を送信信号系列として光変調回路１２−１へ出力する。加算器１１２は、信号系列＃１及び信号系列＃２を入力し、入力した信号系列＃１と正負の符号を反転した信号系列＃２とを加算する。加算器１１２は、加算結果を送信信号系列として光変調回路１２−２へ出力する。

図１５は、ｍ＝２の場合におけるアダマール逆変換回路３３Ｂの構成例を示すブロック図である。アダマール逆変換回路３３Ｂは、加算器３３１及び加算器３３２を備える。加算器３３１は、光検波回路３２−１及び光検波回路３２−２それぞれから出力される受信信号系列を入力し、入力した信号系列を加算する。加算器３３１は、復号された信号系列＃１として加算結果を出力する。加算器３３２は、光検波回路３２−１及び光検波回路３２−２それぞれから出力される受信信号系列を入力する。加算器３３２は、光検波回路３２−１からの受信信号系列と、光検波回路３２−２からの受信信号系列の正負の符号を反転した受信信号系列とを加算する。加算器３３１は、復号された信号系列＃２として加算結果を出力する。

図１４及び図１５に示したように、アダマール変換回路１１Ｂ及びアダマール逆変換回路３３Ｂは、加算器を用いて実現することができる。伝送対象の信号系列数が２（ｍ＝２）の場合、アダマール変換回路１１Ｂ及びアダマール逆変換回路３３Ｂは、それぞれ２個の加算器を用いて実現することができる。なお、伝送対象の信号系列数がｍの場合、２つの値を入力してその加算結果を出力する２入力１出力の加算器を（ｍ×（ｍ−１））個用いることでアダマール変換回路１１Ｂ及びアダマール逆変換回路３３Ｂをそれぞれ実現することができる。また、加算器の入力数は、伝送対象の信号系列数に応じて変えてもよい。

なお、アダマール変換回路１１Ｂ及びアダマール逆変換回路３３Ｂは、加算器に代えてルックアップテーブルを用いることで実現することができる。図１６は、ｍ＝２の場合におけるアダマール変換に対応するルックアップテーブルの一例を示す図である。図１６には、送信信号系列をＱＰＳＫ方式で変調されたシンボル列としたときのルックアップテーブルが示されている。同図に示すように、ＱＰＳＫ方式の２つのシンボルを加算した際には、９通りのシンボルを取り得る。予めこれらのシンボルを算出し、算出したシンボルをルックアップテーブル（配列）に記憶させておく。アダマール変換回路１１Ｂは、信号系列＃１と信号系列＃２とのビット列の組み合わせに応じてアドレスを算出し、算出したアドレスに対応する送信信号をルックアップテーブルから読み出すことにより、信号系列に対するアダマール変換を行う。

図１７は、ｍ＝２の場合におけるルックアップテーブルを用いたアダマール変換回路１１Ｂの構成例を示すブロック図である。同図に示すように、アダマール変換回路１１Ｂは、アドレス算出器１１５、１１６とルックアップテーブル１１７とを備えてもよい。アドレス算出器１１５は、信号系列＃１と信号系列＃２とのビット列の組み合わせからアドレスを算出する。アドレス算出器１１５は、算出したアドレスに対応する信号又はシンボルをルックアップテーブル１１７から読み出す。アドレス算出器１１５は、読み出した信号又はシンボルを送信信号列の信号として光変調回路１２−１へ出力する。アドレス算出器１１６は、アドレス算出器１１５と同様に、信号系列＃１と信号系列＃２とのビット列の組み合わせからアドレスを算出し、算出したアドレスに対応する信号又はシンボルをルックアップテーブル１１７から読み出して光変調回路１２−２へ出力する。なお、アドレス算出器１１５とアドレス算出器１１６とは、同じビット列の組み合わせが入力された際に、直交する信号又はシンボルを選択するアドレスを算出するように予め定められる。また、図１７に示したアダマール変換回路１１Ｂと同様の構成により、ルックアップテーブルを用いてアダマール逆変換回路３３Ｂを構成してもよい。

アダマール変換を用いた符号化及び復号化は、第１の実施形態において示した第１、第２及び第３の符号化・復号化のいずれにおいても適用することができる。また、第２及び第３の実施形態における符号化回路１１及び復号化回路３３に代えて、第５の実施形態におけるアダマール変換回路１１Ｂ及びアダマール逆変換回路３３Ｂを用いるようにしてもよい。

（第１〜第５の実施形態に関する変形例）
第１〜第５の実施形態における光伝送システムでは、波長又は偏波が異なる搬送光で送信信号系列を伝送する構成について説明した。しかし、第１〜第５の実施形態における光伝送システムは、波長と偏波との組み合わせが異なる搬送光で送信信号系列を伝送する構成を備えてもよい。図１８は、光伝送システムにおいて、波長と偏波との組み合わせが異なる搬送光を用いる伝送の一例を示す図である。図１８には、ｍ＝４の場合においてアダマール変換を用いる符号化及び復号化が示されている。

同図に示す例では、光送信装置は、４つの信号系列＃１〜＃４を信号系列＃１及び＃２と信号系列＃３及び＃４との２つに分け、それぞれにアダマール変換を行うことで得られる４つの送信信号系列＃１〜＃４を波長と偏波との組み合わせが互いに異なる４つの搬送光を用いて伝送する。具体的には、信号系列＃１｛ａ_１，ａ_２，ａ_３，ａ_４，…｝及び信号系列＃２｛ｂ_１，ｂ_２，ｂ_３，ｂ_４，…｝に対する次式（５）のアダマール変換による符号化で、送信信号系列＃１｛ａ’_１，ａ’_２，ａ’_３，ａ’_４，…｝及び送信信号系列＃２｛ｂ’_１，ｂ’_２，ｂ’_３，ｂ’_４，…｝を得る。

同様に、信号系列＃３｛ｃ_１，ｃ_２，ｃ_３，ｃ_４，…｝及び信号系列＃４｛ｄ_１，ｄ_２，ｄ_３，ｄ_４，…｝に対する次式（６）のアダマール変換による符号化で、送信信号系列＃１｛ｃ’_１，ｃ’_２，ｃ’_３，ｃ’_４，…｝及び送信信号系列＃２｛ｄ’_１，ｄ’_２，ｄ’_３，ｄ’_４，…｝を得る。

光送信装置において、得られた送信信号系列＃１〜＃４により波長と偏波との組み合わせが互いに異なる４つの搬送光を変調して４つの光変調信号が得られる。具体的には、送信信号系列＃１で波長がλ_１でありＸ偏波の搬送光を変調し、送信信号系列＃２で波長がλ_２でありＹ偏波の搬送光を変調し、送信信号系列＃３で波長がλ_２でありＸ偏波の搬送光を変調し、送信信号系列＃４で波長がλ_１でありＹ偏波の搬送光を変調する。これらの変調で得られた光変調信号は、合波回路で波長多重及び偏波多重され送出される。

光受信装置において、光送信装置から送出された信号を、波長と偏波との組み合わせが互いに異なる４つの光変調信号に分波し、それぞれの光変調信号から受信信号系列＃１〜＃４を得る。得られた受信信号系列＃１〜＃４は、送信信号系列＃１及び＃２に対応する受信信号系列＃１及び＃２と、送信信号系列＃３及び＃４に対応する受信信号系列＃３及び＃４とに分けられ、それぞれに対すアダマール変換により信号系列＃１〜＃４が復号される。

以上のように、波長と偏波との組み合わせが異なる搬送光で伝送される送信信号系列に信号を分散させることにより、伝送中に偏波回転が発生しても常に偏波間で送信信号のパワーが均等になるため、復号時に偏波依存損失の影響が平均化され伝送における信号品質劣化を低減させることができる。また、波長間にも各信号系列の信号を分散させているため、フィルタリングによる波長依存性をもつ信号品質劣化を低減させることができる。図１８には、ｍ＝４の場合の例を示したが、ｍ＝２^ｎ（ｎは正の整数である）個の信号系列を伝送する場合に適用できる。

なお、図１８には、符号化及び復号化にアダマール変換を用いる例を示したが、符号化及び復号化に回転行列を用いた変換を適用してもよいし、他の直交変換を適用してもよい。

図１９及び図２０は、本実施形態の伝送方式の評価結果を示す図である。図１９及び図２０には、各キャリアそれぞれの信号品質と、本実施形態の伝送方式を適用しない場合のチャネル全体の信号品質と、本実施形態の伝送方式を適用した場合のチャネル全体の信号品質とが示されている。

図１９には、変調方式に１６ＱＡＭを用いた信号系列を２個の搬送光（キャリア）Ａ、Ｂで伝送する解析モデルにおいて、キャリアＢに３［ｄＢ］の劣化が生じている場合の計算機シミュレーション結果が示されている。本実施形態の伝送方式を適用した場合のチャネル全体の信号品質は、本実施形態の伝送方式を適用しない場合のチャネル全体の信号品質に比べ、劣化が低減されていることが分かる。例えば、ＯＳＮＲ＝２６［ｄＢ］付近において、Ｑ値が１［ｄＢ］程改善されていることが分かる。

図２０には、変調方式にＱＰＳＫを用いた信号系列を４個の搬送光（キャリア）Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄで伝送する解析モデルにおいて、キャリアＤに３［ｄＢ］の劣化が生じている場合の計算機シミュレーション結果が示されている。本実施形態の伝送方式を適用した場合のチャネル全体の信号品質は、本実施形態の伝送方式を適用しない場合のチャネル全体の信号品質に比べ、劣化が低減されていることが分かる。例えば、ＯＳＮＲ＝１８［ｄＢ］付近において、Ｑ値が１［ｄＢ］以上改善されていることが分かる。

以上の各実施形態において説明した光伝送システムは、光学デバイスに起因した光伝送路上での光信号劣化を軽減するマルチキャリア光伝送システムであり、本来の信号系列と異なる信号系列又は本来のタイムスロットと異なるタイムスロットに信号を分散した送信信号系列それぞれを波長又は偏波が異なる搬送光で伝送して復号化する。光伝送システムは、送信対象のｍ個の信号系列＃１〜＃ｍの信号間で符号化及び復号化を行うことにより、波長（周波数）、偏波又は時間によって異なる特性をもつ劣化、すなわち偏波依存損失やフィルタの中心周波数シフトやレーザの発振周波数揺らぎによるキャリア間干渉に対して耐力を向上させることができる。

なお、第１、第２、第３、第４及び第５の実施形態における光送信装置がｍ個の光変調回路１２−１〜１２−ｍを備える構成を説明した。しかし、光送信装置は、ｍ個の光変調回路１２−１〜１２−ｍに代えて、ｍ個の送信信号系列それぞれに基づいて、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調したｍ個の光変調信号を出力する一つの光変調回路を備えてもよい。また、第１、第２及び第３の実施形態における光受信装置がｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍを備える構成を説明した。光受信装置は、ｍ個の光検波回路３２−１〜３２−ｍに代えて、波長又は波長が異なるｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波を行ってｍ個の受信信号系列を出力する一つの光検波回路を備えてもよい。

上述した実施形態における光送信装置及び光受信装置それぞれの一部又は全部をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、光送信装置及び光受信装置が有する構成要素それぞれを実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。更に「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した構成要素の一部を実現するためのものであってもよく、更に前述した構成要素をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＰＬＤ（Programmable Logic Device）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のハードウェアを用いて実現されるものであってもよい。

以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。

光伝送を行う際に光学デバイスに起因して生じる伝送品質の劣化に対する耐力を向上させることが不可欠な用途にも適用できる。

１０、１０Ａ、１０Ｂ、４０、６０…光送信装置
１１…符号化回路
１１Ａ…直交変換回路
１１Ｂ…アダマール変換回路
１２−１、１２−２、１２−ｍ…光変調回路
１３…合波回路
２０…光ファイバ
３０、３０Ａ、３０Ｂ、５０、７０…光受信装置
３１…分波回路
３２−１、３２−２、３２−ｍ…光検波回路
３３…復号化回路
３３Ａ…直交逆変換回路
３３Ｂ…アダマール逆変換回路
４４、６４…パイロット信号挿入回路
５４、７４…同期化回路
１１１、１１２、３３１、３３２…加算器
１１５、１１６…アドレス算出器
１１７…ルックアップテーブル

Claims (10)

1. 光送信装置、光受信装置及び前記光送信装置と前記光受信装置とを通信可能に接続する光ファイバとを備える光伝送システムであって、
   前記光送信装置は、
   ｍ個（ｍは２以上の整数）の信号系列を符号化してｍ個の送信信号系列を生成する符号化回路と、
   前記符号化回路が生成した前記ｍ個の送信信号系列それぞれで、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調してｍ個の光変調信号を出力する光変調回路と、
   前記光変調回路が出力する前記ｍ個の光変調信号を多重して前記光ファイバに送出する合波回路と、
   を有し、
   前記光受信装置は、
   前記合波回路から送出された信号を受信し、受信した信号を前記ｍ個の光変調信号に分波する分波回路と、
   前記分波回路が分波して得られた前記ｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波してｍ個の受信信号系列を出力する光検波回路と、
   前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する復号化回路と
   を有し、
   前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列それぞれにおいて連続するｍ個のタイムスロットの信号をグルーピングし、前記送信信号系列における当該ｍ個のタイムスロットそれぞれにグループ化したｍ個の信号の成分を含む信号を当該グループの信号に対応する系列及びタイムスロットに配置して前記ｍ個の送信信号系列を生成する
   ことを特徴とする光伝送システム。
2. 光送信装置、光受信装置及び前記光送信装置と前記光受信装置とを通信可能に接続する光ファイバとを備える光伝送システムであって、
   前記光送信装置は、
   ｍ個（ｍは２以上の整数）の信号系列を符号化してｍ個の送信信号系列を生成する符号化回路と、
   前記符号化回路が生成した前記ｍ個の送信信号系列それぞれで、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調してｍ個の光変調信号を出力する光変調回路と、
   前記光変調回路が出力する前記ｍ個の光変調信号を多重して前記光ファイバに送出する合波回路と、
   を有し、
   前記光受信装置は、
   前記合波回路から送出された信号を受信し、受信した信号を前記ｍ個の光変調信号に分波する分波回路と、
   前記分波回路が分波して得られた前記ｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波してｍ個の受信信号系列を出力する光検波回路と、
   前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する復号化回路と
   を有し、
   前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列において連続するｍ個のタイムスロットに含まれるｍ×ｍ個の信号を異なる信号系列及び異なるタイムスロットの信号を組み合わせてグルーピングし、前記ｍ個の送信信号系列における当該ｍ個のタイムスロットそれぞれにグループ化した信号の成分を含む信号を当該グループの信号に対応する系列及びタイムスロットに配置して前記ｍ個の送信信号系列を生成する
   ことを特徴とする光伝送システム。
3. 請求項１または請求項２に記載の光伝送システムにおいて、
   前記光送信装置は、
   前記ｍ個の信号系列に対して一定の周期でパイロット信号を挿入してパイロット信号を含むｍ個の信号系列を出力するパイロット信号挿入回路を更に有し、
   前記符号化回路は、
   前記パイロット信号挿入回路が出力するｍ個の信号系列を符号化して前記ｍ個の送信信号系列を生成し、
   前記光受信装置は、
   前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列それぞれにおいて前記パイロット信号に対応する信号を検出すると、検出した信号が含まれるタイムスロットで前記ｍ個の受信信号系列を同期させるとともに前記検出した信号を削除したｍ個の受信信号系列を出力する同期化回路を更に有し、
   前記復号化回路は、
   前記同期化回路が出力するｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する
   ことを特徴とする光伝送システム。
4. 請求項１または請求項２に記載の光伝送システムにおいて、
   前記光送信装置は、
   前記ｍ個の送信信号系列に対して一定の周期でパイロット信号を挿入してパイロット信号を含むｍ個の送信信号系列を出力するパイロット信号挿入回路を更に有し、
   前記光変調回路は、
   前記パイロット信号挿入回路が出力するｍ個の送信信号系列それぞれで、前記波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調して前記ｍ個の光変調信号を出力し、
   前記光受信装置は、
   前記光検波回路が出力する前記ｍ個の受信信号系列それぞれにおいて前記パイロット信号を検出すると、検出したパイロット信号が含まれるタイムスロットで前記ｍ個の受信信号系列を同期させるとともに前記検出したパイロット信号を削除したｍ個の受信信号系列を出力する同期化回路を更に有し、
   前記復号化回路は、
   前記同期化回路が出力するｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する
   ことを特徴とする光伝送システム。
5. 請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の光伝送システムにおいて、
   前記符号化回路は、直交行列を用いた符号化により、前記ｍ個の信号系列から前記ｍ個の送信信号系列を生成し、
   前記復号化回路は、直交行列を用いた復号化により、前記ｍ個の受信信号系列から前記ｍ個の信号系列を復号する
   ことを特徴とする光伝送システム。
6. 請求項５に記載の光伝送システムにおいて、
   前記符号化回路及び前記復号化回路は、直交行列としてアダマール行列を用いる
   ことを特徴とする光伝送システム。
7. 請求項６に記載の光伝送システムにおいて、
   前記符号化回路は、符号化を行う複数の第１の加算器を備え、
   前記復号化回路は、復号化を行う複数の第２の加算器を備える
   ことを特徴とする光伝送システム。
8. 請求項６に記載の光伝送システムにおいて、
   前記符号化回路は、前記ｍ個の信号系列と前記ｍ個の送信信号系列との間における対応を記憶する第１のルックアップテーブルを備え、前記ｍ個の信号系列の信号の組み合わせに対応するｍ個の信号を前記第１のルックアップテーブルから読み出し、読み出したｍ個の信号を前記ｍ個の送信信号系列の信号とし、
   前記復号化回路は、前記ｍ個の受信信号系列と前記ｍ個の信号系列との間における対応を記憶する第２のルックアップテーブルを備え、前記ｍ個の受信信号系列の信号の組み合わせに対応するｍ個の信号を前記第２のルックアップテーブルから読み出し、読み出したｍ個の信号を前記ｍ個の信号系列の信号とする
   ことを特徴とする光伝送システム。
9. 光送信装置、光受信装置及び前記光送信装置と前記光受信装置とを通信可能に接続する光ファイバとを備える光伝送システムにおける信号伝送方法であって、
   ｍ個（ｍは２以上の整数）の信号系列を符号化してｍ個の送信信号系列を生成する符号化ステップと、
   前記符号化ステップにおいて生成した前記ｍ個の送信信号系列それぞれで、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調してｍ個の光変調信号を生成する光変調ステップと、
   前記光変調ステップにおいて生成した前記ｍ個の光変調信号を多重して前記光ファイバに送出する合波ステップと、
   前記合波ステップにおいて送出された信号を受信し、受信した信号を前記ｍ個の光変調信号に分波する分波ステップと、
   前記分波ステップにおいて分波して得られた前記ｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波してｍ個の受信信号系列を生成する光検波ステップと、
   前記光検波ステップにおいて生成した前記ｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する復号化ステップと
   を有し、
   前記符号化ステップでは、前記ｍ個の信号系列それぞれにおいて連続するｍ個のタイムスロットの信号をグルーピングし、前記送信信号系列における当該ｍ個のタイムスロットそれぞれにグループ化したｍ個の信号の成分を含む信号を当該グループの信号に対応する系列及びタイムスロットに配置して前記ｍ個の送信信号系列を生成する
   ことを特徴とする信号伝送方法。
10. 光送信装置、光受信装置及び前記光送信装置と前記光受信装置とを通信可能に接続する光ファイバとを備える光伝送システムにおける信号伝送方法であって、
    ｍ個（ｍは２以上の整数）の信号系列を符号化してｍ個の送信信号系列を生成する符号化ステップと、
    前記符号化ステップにおいて生成した前記ｍ個の送信信号系列それぞれで、波長又は偏波が互いに異なる搬送光を変調してｍ個の光変調信号を生成する光変調ステップと、
    前記光変調ステップにおいて生成した前記ｍ個の光変調信号を多重して前記光ファイバに送出する合波ステップと、
    前記合波ステップにおいて送出された信号を受信し、受信した信号を前記ｍ個の光変調信号に分波する分波ステップと、
    前記分波ステップにおいて分波して得られた前記ｍ個の光変調信号それぞれに対して光検波してｍ個の受信信号系列を生成する光検波ステップと、
    前記光検波ステップにおいて生成した前記ｍ個の受信信号系列を前記ｍ個の信号系列に復号化する復号化ステップと
    を有し、
    前記符号化ステップでは、前記ｍ個の信号系列において連続するｍ個のタイムスロットに含まれるｍ×ｍ個の信号を異なる信号系列及び異なるタイムスロットの信号を組み合わせてグルーピングし、前記ｍ個の送信信号系列における当該ｍ個のタイムスロットそれぞれにグループ化した信号の成分を含む信号を当該グループの信号に対応する系列及びタイムスロットに配置して前記ｍ個の送信信号系列を生成する
    ことを特徴とする信号伝送方法。

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