(57)【要約】【課題】光路についての全体的なNLNレベルを低減する。【解決手段】方法およびシステムが、光転送ネットワークにおいてスペクトル反転を使って光路についての非線形ノイズ（NLN）ペナルティーを緩和しうる。光経路中の各スパンにおける光増幅器をもつ調整可能分散補償器を使って、光路に沿った分散が、各スパンについての正規化された分散に修正されうる。このようにして、NLN累積に関連する分散がNLN補償によって均衡させられ、光路についての全体的なNLNレベルを低減しうる。【選択図】図１０
2018098779.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光路について光転送ネットワークにおける非線形ノイズを緩和する方法であって：
スペクトル反転ノードの前にM個の伝送リンクを、該スペクトル反転ノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路において、各伝送リンクは調整可能分散補償器に結合された光増幅器で始まり、当該方法は、
それらM＋N個の伝送リンクのそれぞれについて正規化された分散を決定する段階であって、光信号の累積された分散は、前記M個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に増大し、前記N個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に減少する、段階と；
前記M個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正する段階と；
前記N個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正する段階とを含む、
方法。
【請求項２】
前記M＋N個の伝送リンクのそれぞれの光投入パワーは等しい、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記スペクトル反転ノードはさらに分散補償モジュールを有しており、
前記スペクトル反転ノードにおいて、前記分散補償モジュールを使って、前記スペクトル反転ノードの直前のM番目の伝送リンクに沿っての少なくともいくらかの分散を補償することを含む、
請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記分散補償モジュールは、スパン長からM番目の伝送リンクについての有効長さを引いて計算される第一の伝搬距離について補償し、非線形ノイズが主として前記有効長さに沿って累積する、請求項３記載の方法。
【請求項５】
前記分散を修正することは、分散を増すことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記分散を修正することは、分散を減らすことを含む、請求項１記載の方法。
【請求項７】
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクの平均長さに基づく、請求項１記載の方法。
【請求項８】
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最小長さに基づく、請求項１記載の方法。
【請求項９】
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最大長さに基づく、請求項１記載の方法。
【請求項１０】
光路について光転送ネットワークにおける非線形ノイズを推定するための、プロセッサを有するネットワーク管理システムであって：
前記プロセッサは前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶しているメモリ媒体にアクセスできるようにされており、スペクトル反転ノードの前にM個の伝送リンクを、該スペクトル反転ノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路において、各伝送リンクは調整可能分散補償器に結合された光増幅器で始まり、
前記プロセッサによって実行可能な命令は、
それらM＋N個の伝送リンクのそれぞれについて正規化された分散を決定する段階であって、光信号の累積された分散は、前記M個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に増大し、前記N個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に減少する、段階と；
前記M個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正する段階と；
前記N個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正する段階とを実行するためのものである、
ネットワーク管理システム。
【請求項１１】
前記M＋N個の伝送リンクのそれぞれの光投入パワーは等しい、請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【請求項１２】
前記スペクトル反転ノードはさらに分散補償モジュールを有しており、
前記スペクトル反転ノードにおいて、前記分散補償モジュールを使って、前記スペクトル反転ノードの直前のM番目の伝送リンクに沿っての少なくともいくらかの分散を補償するための命令をさらに有する、
請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【請求項１３】
前記分散補償モジュールは、スパン長からM番目の伝送リンクについての有効長さを引いて計算される第一の伝搬距離について補償し、非線形ノイズが主として前記有効長さに沿って累積する、請求項１２記載のネットワーク管理システム。
【請求項１４】
前記分散を修正することは、分散を増すことを含む、請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【請求項１５】
前記分散を修正することは、分散を減らすことを含む、請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【請求項１６】
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクの平均長さに基づく、請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【請求項１７】
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最小長さに基づく、請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【請求項１８】
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最大長さに基づく、請求項１０記載のネットワーク管理システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概括的には光通信ネットワークに、より詳細には、光転送ネットワークにおけるスペクトル反転による非線形ノイズ緩和に関する。
【背景技術】
【０００２】
遠隔通信システム、ケーブル・テレビジョン・システムおよびデータ通信ネットワークは、遠隔点の間で大量の情報を高速に伝達するために光ネットワークを使う。光ネットワークでは、情報は光ファイバーを通じて光信号の形で伝達される。光ネットワークは、ネットワーク内でさまざまな動作を実行するよう構成された増幅器、分散補償器、マルチプレクサ／デマルチプレクサフィルタ、波長選択スイッチ、スペクトル反転器、カプラなどといった、さまざまなサブシステムを含むことがある。
【０００３】
所与のデータ・レートについて光増幅器を用いて光信号が伝送されることができる距離は、伝送システムにおける損傷に依存する。典型的には、データ・レートが高く、波長間隔が密であるほど、伝送システムは損傷に敏感になる。損傷は、累積した増幅された自発放射（ASE:  amplified  spontaneous  emission）ノイズ、色分散（CD:  chromatic  dispersion）、非線形光学効果（非線形ノイズなど）、偏光モード分散および偏光依存損失を含むことができる。コヒーレントな光受信器におけるデジタル信号処理（DSP）は、CD、偏光モード分散および偏光依存損失のような線形損傷を効果的に補償しうる。チャネル内の非線形損傷も、DSPを備えたコヒーレントな光受信器においてデジタル逆伝搬を使って補償されうるが、そのような補償は、光信号帯域幅とともに増す比較的大量の計算資源に関わることがあり、経済的に望ましくない。
【０００４】
非線形ノイズ（NLN）は、光信号が複数のスパンを横断して伝送されるとき、ミッドスパンでのスペクトル反転によって緩和されうる。ミッドスパンでのスペクトル反転は、光学的に（光パラメトリック過程に基づく光位相共役を使って）または電子的に（光‐電気‐光（OEO）変換を使って）達成されうる。よって、スペクトル反転器は、スペクトル反転実行後に波長を変えるまたは維持することがありうる。光信号の累積したCDおよびNLNは、スペクトル変換が実行された後、反転されることがある。よって、CDおよびNLNの最適な補償をするためには、スペクトル反転器の配置が典型的には、伝送リンクの中心位置（中点）に限定されていた。それにより、リンクがスペクトル反転に関して厳密に対称的になるのである。現実世界のシステムでは、伝送リンクの厳密な対称性は実現可能でないまたは実際的でないことがありうる。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
ある側面では、開示される方法は、光路について光転送ネットワークにおける非線形ノイズを緩和するためのものである。スペクトル反転ノードの前にM個の伝送リンクを、該スペクトル反転ノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路において、各伝送リンクは調整可能分散補償器に結合された光増幅器で始まり、本方法は、それらM＋N個の伝送リンクのそれぞれについて正規化された分散を決定することを含んでいてもよい。光信号の累積された分散は、前記M個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に増大し、前記N個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に減少する。前記M個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、本方法は、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正することをも含んでいてもよい。前記N個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正する。
【０００６】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、MはNに等しくてもよく、一方、M＋N個の伝送リンクのそれぞれの光投入パワーは等しくてもよい。
【０００７】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、スペクトル反転ノードはさらに、分散補償モジュールを含んでいてもよい。スペクトル反転ノードにおいて、本方法はさらに、前記分散補償モジュールを使って、スペクトル反転ノードの直前のM番目の伝送リンクに沿って少なくともいくらかの分散を補償することを含んでいてもよい。
【０００８】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、前記分散補償モジュールは、スパン長からM番目の伝送リンクについての有効長さを引いて計算される第一の伝搬距離を補償してもよい。本方法では、非線形ノイズが主として該有効長さに沿って累積しうる。
【０００９】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、分散を修正することは、分散を増すことを含んでいてもよい。
【００１０】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、分散を修正することは、分散を減らすことを含んでいてもよい。
【００１１】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、正規化された分散は、M＋N個の伝送リンクの平均長さに基づいていてもよい。
【００１２】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、正規化された分散は、M＋N個の伝送リンクの最小長さに基づいていてもよい。
【００１３】
本方法の開示される実施形態のいずれにおいても、正規化された分散は、M＋N個の伝送リンクの最大長さに基づいていてもよい。
【００１４】
もう一つの側面では、開示されるネットワーク管理システムが、光経路について光転送ネットワークにおける非線形ノイズを緩和するための前記方法を実行する。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本発明ならびにその特徴および利点の、より完全な理解のために、ここで、以下の記述が参照される。該記述は付属の図面と一緒に参照される。
【図１】光転送ネットワークのある実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図２】光制御プレーン・システムのある実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図３】スペクトル反転を使った伝送線モデルのある実施形態の選択された要素の概略図である。
【図４】スペクトル反転を使った線形ネットワーク・モデルのある実施形態の選択された要素の概略図である。
【図５】スペクトル反転を使ったスーパーチャネル・モデルのある実施形態の選択された要素の概略図である。
【図６】パワーおよび分散マップのある実施形態の選択された要素の概略図である。
【図７】非線形ノイズ・ペナルティーのプロットである。
【図８】パワーおよび分散マップのある実施形態の選択された要素の概略図である。
【図９】非線形ノイズ・ペナルティーのプロットである。
【図１０】パワーおよび分散マップのある実施形態の選択された要素の概略図である。
【図１１】スペクトル反転による非線形ノイズ緩和のための方法のある実施形態の選択された要素のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下の記述において、開示される主題の議論を容易にするために例として詳細が記述されるが、当業者には、開示される実施形態が例示的であり、あらゆる可能な実施形態を網羅したものではないことは明白であるはずである。
【００１７】
本稿での用法では、参照符号のハイフン付きの形は要素の個別的なインスタンスを指し、該参照符号のハイフンなしの形は該要素を集団的または一般的に指す。よって、例として、装置「７２−１」は、装置「７２」とまとめて称されうる装置クラスのあるインスタンスを指し、それらの装置の任意のものは一般的に装置「７２」と称されうる。
【００１８】
ここで図面に目を転じると、図１は、光通信システムを表わしていてもよい光転送ネットワーク（OTN:  optical  transport  network）の例示的な実施形態を示している。光転送ネットワーク１０１は、光転送ネットワーク１０１のコンポーネントによって通信される一つまたは複数の光信号を転送するために一つまたは複数の光ファイバー１０６を含んでいる。光転送ネットワーク１０１の、ファイバー１０６によって一緒に結合されたネットワーク要素は、一つまたは複数の送信器（Tx）１０２、一つまたは複数のマルチプレクサ（MUX）１０４、一つまたは複数の光増幅器１０８、一つまたは複数の光挿入分岐マルチプレクサ（OADM:  optical  add/drop  multiplexer）１１０、一つまたは複数のデマルチプレクサ（DEMUX）１０５および一つまたは複数の受信器（Rx）１１２を有していてもよい。
【００１９】
光転送ネットワーク１０１は、端末ノードをもつポイントツーポイントの光ネットワーク、リング光ネットワーク、メッシュ光ネットワークまたは他の任意の好適な光ネットワークもしくは光ネットワークの組み合わせでありうる。光転送ネットワーク１０１は、短距離都市圏ネットワーク、長距離都市間ネットワークまたは他の任意の好適なネットワークもしくはネットワークの組み合わせにおいて使用されうる。光転送ネットワーク１０１の容量はたとえば、100Gbits/s、400Gbits/sまたは1Tbits/sを含んでいてもよい。光ファイバー１０６は、非常に低い損失で長距離にわたって信号を通信することのできる細いガラスの糸であってもよい。光ファイバー１０６は、光伝送のために多様な異なるファイバーから選択された好適な型のファイバーを含んでいてもよい。光ファイバー１０６は、標準的な単一モード・ファイバー（SMF:  Single-Mode  Fiber）、向上大有効面積ファイバー（ELEAF:  Enhanced  Large  Effective  Area  Fiber）またはトゥルーウェーブ（登録商標）低減傾斜（TW-RS:  TrueWave  Reduced  Slope）ファイバーといったいかなる好適な型のファイバーを含んでいてもよい。
【００２０】
光転送ネットワーク１０１は、光ファイバー１０６を通じて光信号を伝送するための諸装置を含んでいてもよい。情報は、該情報を波長でエンコードする光の一つまたは複数の波長の変調によって、光転送ネットワーク１０１を通じて送受信されうる。光ネットワークでは、光の波長は、光信号に含まれる「チャネル」と称されることもある。各チャネルは、光転送ネットワーク１０１を通じてある量の情報を搬送しうる。
【００２１】
光転送ネットワーク１０１の情報容量および転送機能を高めるために、複数のチャネルで伝送される複数の信号が単一の広帯域幅の光信号に組み合わされてもよい。複数のチャネルで情報を通信するプロセスは、光学では、波長分割多重（WDM:  wavelength  division  multiplexing）と称される。低密度波長分割多重（CWDM:  coarse  wavelength  division  multiplexing）は、通例20nm超かつ16波長未満の、少数のチャネルをもつ、広い間隔の諸波長を多重化することをいう。高密度波長分割多重（DWDM:  dense  wavelength  division  multiplexing）は、通例0.8nm未満の間隔で40より多くの波長の、密な間隔の、多数のチャネルをもつ諸波長をファイバー中に多重化することをいう。WDMまたは他の多波長多重化伝送技法は、光ファイバー当たりの総合帯域幅を増すために光ネットワークにおいて用いられている。WDMなしでは、光ネットワークにおける帯域幅は一波長だけのビット・レートに限定されてしまうことがある。より多くの帯域幅では、光ネットワークは、より多量の情報を伝送することができる。光転送ネットワーク１０１はWDMまたは他の何らかの好適な多チャネル多重化技法を使って異種のチャネルを伝送し、多チャネル信号を増幅してもよい。
【００２２】
近年、DWDMにおける進展は、所望される容量の複合光信号を生成するためにいくつかの光搬送波を組み合わせることを可能にした。複数搬送波光信号の一つのそのような例は、スーパーチャネルである。これは、100Gb/s以上の伝送レートを達成しうる高いスペクトル効率（SE:  spectral  efficiency）の例である。こうして、スーパーチャネルにおいては、サブ搬送波が密にパックされ、通常のDWDMよりも少ない光スペクトルを消費する。スーパーチャネルのもう一つの顕著な特徴は、あるスーパーチャネルにおける諸サブ搬送波は、同じ起点から同じ宛先に進み、伝送中にOADMを使って挿入されたり除去されたりしないということである。光ネットワークにおいて高いスペクトル効率（SE）を達成するための技法は、100Gb/s以上のデータ・レートでの長距離伝送のための、二偏光直交位相偏移符号化（DP-QPSK）を使って変調されたスーパーチャネルの使用を含みうる。個別的実施形態では、スーパーチャネルにおいて、ナイキスト波長分割多重（N-WDM）が使われてもよい。N-WDMでは、ほぼ長方形スペクトルをもつ光パルスが周波数領域で一緒にパックされ、ボーレート（Baud  rate）に近づく帯域幅をもつ。
【００２３】
光転送ネットワーク１０１は、特定の波長またはチャネルにおいて光転送ネットワーク１０１を通じて光信号を送信するための一つまたは複数の光送信器（Tx）１０２を含んでいてもよい。送信器１０２は、電気信号を光信号に変換して該光信号を送信するシステム、装置またはデバイスを含んでいてもよい。たとえば、送信器１０２はそれぞれレーザーおよび変調器を有していて、電気信号を受け取って、該電気信号に含まれる情報を特定の波長でレーザーによって生成される光のビーム上に変調して、該ビームを送信することによって、光転送ネットワーク１０１を通じて信号を搬送してもよい。
【００２４】
マルチプレクサ１０４が送信器１０２に結合されてもよく、これは送信機１０２によってそれぞれの個別の波長で送信された信号をWDM信号に組み合わせるシステム、装置またはデバイスであってもよい。
【００２５】
光増幅器１０８は、光転送ネットワーク１０１内のマルチチャネルの信号を増幅してもよい。光増幅器１０８は、ある長さのファイバー１０６の前および後に位置されてもよく、これは「インライン増幅」と称される。光増幅器１０８は、光信号を増幅するシステム、装置またはデバイスを含んでいてもよい。たとえば、光増幅器１０８は、光信号を増幅する光リピーターを含んでいてもよい。この増幅は、光‐電気または電気‐光変換を用いて実行されてもよい。いくつかの実施形態では、光増幅器１０８は、希土類元素をドープされた光ファイバーを含んでいて、ドープ型ファイバー増幅素子を形成してもよい。信号が該ファイバーを通過するとき、外部エネルギーがポンプ信号の形で加えられて、光ファイバーのドープされた部分の原子を励起してもよく、これが光信号の強度を増す。一例として、光増幅器１０８は、エルビウム添加ファイバー増幅器（EDFA）を有していてもよい。しかしながら、半導体光増幅器（SOA:  semiconductor  optical  amplifier）のような他の任意の好適な増幅器が使用されてもよい。
【００２６】
OADM  １１０がファイバー１０６を介して光転送ネットワーク１０１に結合されてもよい。OADM  １１０は、ファイバー１０６の（個々の波長の）光信号を挿入し、分岐するためのシステム、装置またはデバイスを含んでいてもよい挿入／分岐モジュールを有する。OADM  １１０を通過したのち、光信号はファイバー１０６に沿って直接宛先に進んでもよく、あるいは信号は、宛先に到達する前に、一つまたは複数の追加的なOADM  １１０および光増幅器１０８を通されてもよい。このようにして、OADM  １１０は、異なるリングおよび異なる線形スパンのような異なる光転送ネットワーク技術を一緒に接続することを可能にしうる。
【００２７】
光転送ネットワーク１０１のある種の実施形態では、OADM  １１０は、WDM信号の個別のまたは複数の波長を挿入または分岐できる再構成可能型OADM（ROADM:  reconfigurable  OADM）を表わしていてもよい。その個別のまたは複数の波長は、たとえばROADMに含まれていてもよい波長選択スイッチ（WSS:  wavelength  selective  switch）（図示せず）を使って光領域で挿入または分岐されてもよい。
【００２８】
多くの既存の光ネットワークは、光挿入分岐マルチプレクサ（OADM）の通常の実装およびデマルチプレクサ１０５の通常の実装と互換な、固定グリッド間隔としても知られる国際電気通信連合（ITU）規格の波長グリッドに従って、10ギガビット毎秒（Gbps）または40Gbpsの信号レートで、50ギガヘルツ（GHz）のチャネル間隔をもって動作させられる。しかしながら、データ・レートが100Gbps以上にまで増大すると、そのようなより高いデータ・レートの信号の、より広いスペクトルの要求がしばしばチャネル間隔の増大を要求する。異なるレートの信号をサポートする伝統的な固定グリッド・ネットワーキング・システムでは、ネットワーク・システム全体が典型的には、最も高いレートの信号を受け入れることのできる最も粗いチャネル間隔（100GHz、200GHzなど）で動作させられる必要がある。これは、より低いレートの信号についての過剰装備（over-provisioned）チャネル・スペクトルおよびより低い全体的なスペクトル利用につながりうる。
【００２９】
そこで、ある種の実施形態では、光転送ネットワーク１０１は、チャネル当たり特定の周波数スロットを指定することを可能にする柔軟グリッド光ネットワーキングと互換なコンポーネントを用いてもよい。たとえば、WDM伝送の各波長チャネルは、少なくとも一つの周波数スロットを使って割り当てられてもよい。よって、シンボル・レートが低い波長チャネルには一つの周波数スロットが割り当てられてもよく、一方、シンボル・レートが高い波長チャネルには複数の周波数スロットが割り当てられてもよい。こうして、光転送ネットワーク１０１においては、ROADM  １１０は、光領域で挿入または分岐されるべきデータ・チャネルを担持するWDM、DWDMまたはスーパーチャネル信号の個別のまたは複数の波長を挿入または分岐できてもよい。ある種の実施形態では、ROADM  １１０は、波長選択スイッチ（WSS）を含んでいてもよく、または波長選択スイッチ（WSS）に結合されていてもよい。
【００３０】
図１に示されるように、光転送ネットワーク１０１は、ネットワーク１０１の一つまたは複数の宛先において一つまたは複数のデマルチプレクサ１０５をも含んでいてもよい。デマルチプレクサ１０５は、単一の複合WDM信号をそれぞれの波長における個々のチャネルに分割することによってデマルチプレクサとして作用するシステム、装置またはデバイスを有していてもよい。たとえば、光転送ネットワーク１０１は40チャネルのDWDM信号を伝送および搬送してもよい。デマルチプレクサ１０５は、その単一の40チャネルDWDM信号をそれら40個の異なるチャネルに従って40個の別個の信号に分割してもよい。さまざまな実施形態において、異なる数のチャネルまたはサブ搬送波が光転送ネットワーク１０１において伝送され、多重分離されてもよいことが理解されるであろう。
【００３１】
図１では、光転送ネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５に結合された受信器１１２をも含んでいてもよい。各受信器１１２は、特定の波長またはチャネルにおいて伝送される光信号を受信し、該光信号が含んでいる情報（データ）を得る（復調する）よう該光信号を処理してもよい。よって、ネットワーク１０１は、ネットワークのすべてのチャネルについて少なくとも一つの受信器１１２を含んでいてもよい。
【００３２】
図１における光転送ネットワーク１０１のような光ネットワークは、光ファイバーを通じて光信号において情報を伝達するための変調方式を用いてもよい。そのような変調方式は、位相偏移符号化（「PSK」）、周波数偏移符号化（「FSK」）、振幅偏移符号化（「ASK」）および直交振幅変調（「QAM」）を含んでいてもよい。変調技法の例は他にもある。PSKでは、光信号によって搬送される情報は、搬送波または単にキャリアとしても知られる参照信号の位相を変調することによって伝達されうる。情報は、二レベルまたは二状態位相偏移符号化（BPSK）、四レベルまたは直交位相偏移符号化（QPSK）、マルチレベル位相偏移符号化（M-PSK）および差動位相偏移符号化（DPSK）を使って信号自身の位相を変調することによって伝達されてもよい。QAMでは、光信号によって搬送される情報は、搬送波の振幅および位相の両方を変調することによって伝達されうる。PSKは、搬送波の振幅が一定に維持されるようなQAMの部分集合と考えられてもよい。
【００３３】
PSKおよびQAM信号は、実軸および虚軸をもつ複素平面を使って配位図〔コンステレーション図〕上で表現されてもよい。情報を搬送するシンボルを表わす配位図上の点は、図の原点のまわりに一様な角度間隔をもって位置されてもよい。PSKおよびQAMを使って変調されるシンボルの数は増やされてもよく、よって搬送できる情報を増してもよい。信号の数は2の倍数で与えられてもよい。追加的なシンボルが加えられる際、原点のまわりに一様な仕方で配置されてもよい。PSK信号は、配位図上の円内のそのような配置を含みうる。つまり、PSK信号はすべてのシンボルについて一定のパワーをもつ。QAM信号はPSK信号と同じ角度的な配置をもちうるが、異なる振幅配置を含みうる。QAM信号は、そのシンボルが、複数の円のまわりに配置されうる。つまり、QAM信号は異なるシンボルについての異なるパワーを含む。この配置は、シンボルが可能な限り大きな距離で隔てられるので、ノイズのリスクを下げうる。ここで、シンボル数「m」が使われてもよく、「m-PSK」または「m-QAM」と記されてもよい。
【００３４】
異なる数のシンボルをもつPSKおよびQAMの例は、配位図上で0°および180°（またはラジアンで0およびπ）の二つの位相を使う二状態PSK（BPSKまたは2-PSK）；または0°、90°、180°および270°（またはラジアンで0、π/2、πおよび3π/2）の四つの位相を使う直交PSK（QPSK、4-PSKまたは4-QAM）を含む。そのような信号における位相はオフセットされてもよい。2-PSKおよび4-PSK信号のそれぞれは、配位図上に配置されうる。ある種のm-PSK信号は、別個のm-PSK信号がそれらの信号を直交方向に偏光させることによって多重化される二偏光QPSK（DP-QPSK）のような技法を使って偏光にされてもよい。また、m-QAMも、別個のm-QAM信号がそれらの信号を直交方向に偏光させることによって多重化される二偏光16-QAM（DP-16-QAM）のような技法を使って偏光にされてもよい。
【００３５】
変更分割多重（PDM）と称されることもある二偏光技術は、情報伝送のための、より大きなビット・レートを達成することを許容する。PDM伝送は、情報をチャネルに関連付けられた光信号のさまざまな偏光成分に同時に変調し、それにより公称上、偏光成分の数の倍率だけ伝送レートを増すことを含む。光信号の偏向は、光信号の振動の方向を指してもよい。用語「偏光」は一般には、空間におけるある点において電場ベクトルの先端によって描かれる経路を指しうる。電場ベクトルは光信号の伝搬方向に垂直である。
【００３６】
ある種の実施形態では、光転送ネットワーク１０１はスーパーチャネルを伝送してもよい。スーパーチャネルにおいては、複数のサブ搬送波信号（またはサブチャネルまたはチャネル）が固定した帯域幅の帯域において密にパックされていて、400Gb/s、1Tb/sまたはそれ以上のような非常に高いデータ・レートで伝送されうる。さらに、スーパーチャネルは、たとえば数百キロメートルなど、非常に長距離の伝送に好適でありうる。典型的なスーパーチャネルは、一つのエンティティとして光転送ネットワーク１０１を通じて伝送される単一チャネルを形成するために周波数多重された一組のサブ搬送波を含んでいてもよい。スーパーチャネル内のサブ搬送波は、高いスペクトル効率を達成するために、密にパックされてもよい。
【００３７】
図１における光転送ネットワーク１０１のような光ネットワークでは、管理プレーン（management  plane）、制御プレーン（control  plane）および転送〔トランスポート〕プレーン（transport  plane）（時に物理層とも呼ばれる）に言及することが典型的である。管理プレーンには中央管理ホスト（図示せず）が存在してもよく、制御プレーンのコンポーネントを構成設定および監督してもよい。管理プレーンは、すべての転送プレーンおよび制御プレーンのエンティティ（たとえばネットワーク要素）に対する最終的な制御を含む。例として、管理プレーンは、一つまたは複数の処理資源、データ記憶コンポーネントなどを含む中央処理センター（たとえば中央管理ホスト）からなっていてもよい。管理プレーンは制御プレーンの要素と電気通信してもよく、転送プレーンの一つまたは複数のネットワーク要素とも電気通信してもよい。管理プレーンは、全体的なシステムのための管理機能を実行してもよく、ネットワーク要素、制御プレーンおよび転送プレーンの間の協調を提供してもよい。例として、管理プレーンは、一つまたは複数のネットワーク要素を該要素の視点から扱う要素管理システム（EMS:  element  management  system）、多くのデバイスをネットワークの視点から扱うネットワーク管理システム（NMS:  network  management  system）またはネットワーク全般の動作を扱う動作支援システム（OSS:  operational  support  system）を含んでいてもよい。
【００３８】
本開示の範囲から外れることなく、光転送ネットワーク１０１に修正、追加または省略がなされてもよい。たとえば、光転送ネットワーク１０１は図１に描かれているより多くのまたは少ない要素を含んでいてもよい。また、上述したように、ポイントツーポイント・ネットワークとして描かれているものの、光転送ネットワーク１０１は光信号を伝送するためのリング、メッシュまたは階層式ネットワーク・トポロジーのようないかなる好適なネットワーク・トポロジーを有していてもよい。
【００３９】
動作では、光転送ネットワーク１０１は、スペクトル反転（SI:  spectral  inversion）を実行するノードを含んでいてもよい。スペクトル反転は、光信号を位相共役光信号に変換する。スペクトル反転は、非線形歪みを緩和することによって、光到達距離を延長できる。上記のように、スペクトル反転は、典型的には、本稿で線形ノイズおよび非線形ノイズとも称される累積した線形および非線形の歪みを反転させるよう、伝送リンク（光路）の中心位置において実行されうる。多くの事例において、伝送リンクの中心位置以外の他の位置がスペクトル反転のために備えられてもよい。そのようなスペクトル反転は「非対称」スペクトル反転と称され、経済上または実際的な理由のために望ましいことがありうる。さらに、スペクトル反転ノードは、スペクトル反転ノードの前のある分散を補償する（図６も参照）ために分散補償モジュール（DCM:  dispersion  compensation  module）を含んでいてもよい。これは、事前分散されたスペクトル反転（PSI:  pre-dispersed  spectral  inversion）と称されてもよい。
【００４０】
現代の光転送ネットワークでは、16QAMのような高次の変調フォーマットの光到達距離は、QPSKのような低次の変調フォーマットと比べて相対的に短いことがある。これは、より高い光信号対雑音比（OSNR）と、高次の変調フォーマットに関連する、より小さなNLN許容度とのためである。OSNRを改善して投入パワー（launching  power）を増す一つの通常の方法は、結果として生じるNLNの増加が望ましくないため、しばしば利用可能ではない。NLNペナルティーを緩和するもう一つの通常の方法は、デジタル逆伝搬であり、これは受信器１１２においてDSPを使った大きな計算資源に関わる。上記のように、ミッドスパンでのスペクトル反転はCDおよび関連するNLNを補償することが知られているが、スペクトル反転ノードの前および後の光路スパンにおける厳密な対称性は、現実世界の光転送ネットワークにおいては実際的ではないことがしばしばである。このことが、NLNノイズを緩和することにおけるスペクトル反転の有用性を制限する。
【００４１】
本稿でさらに詳細に述べるように、光転送ネットワーク１０１上でのスペクトル反転によるNLN緩和のための方法およびシステムが開示される。スペクトル反転によるNLN緩和のための本稿に開示される方法およびシステムは、現実世界の条件に対応して、光路長においてある種の変動を許容することによって、スペクトル反転の、より広範な使用を可能にしうる。スペクトル反転によるNLN緩和のための本稿に開示される方法およびシステムは、各光増幅器１０８において使用される調整可能分散補償器（TDC:  tunable  dispersion  compensator）に依拠しうる。これは、既存の光転送ネットワークに適合させることのできる比較的安価で単純な方法である。スペクトル反転によるNLN緩和のための本稿に開示される方法およびシステムは、一様な伝送リンクで観察されるNLN緩和に匹敵するレベルのNLN緩和を非一様な伝送リンクで提供しうる。
【００４２】
ここで図２を参照するに、たとえば光転送ネットワーク１０１（図１参照）のような光ネットワークにおける制御プレーン機能を実装する制御システム２００のある実施形態の選択された要素のブロック図が示されている。制御プレーン（またはネットワーク管理システム）は、ネットワーク知能および制御のための機能を含み、さらに詳細に述べるように、発見、ルーティング、経路計算および信号伝達のためのアプリケーションおよびモジュールを含む、ネットワーク・サービスを確立する能力をサポートするアプリケーションを有していてもよい。制御システム２００によって実行される制御プレーン・アプリケーションは、光ネットワーク内で諸サービスを自動的に確立するために一緒に機能しうる。発見モジュール２１２は、近隣に接続するローカルなリンクを発見してもよい。ルーティング・モジュール２１０は、データベース２０４にデータを入れながら、諸光ネットワーク・ノードに対して、ローカルなリンク情報をブロードキャストしてもよい。光ネットワークからサービス要求が受領されると、データベース２０４を使ってネットワーク経路を計算するために経路計算エンジン２０２が呼び出されてもよい。このネットワーク経路は次いで、要求されたサービスを確立するために信号伝達モジュール２０６に提供されてもよい。
【００４３】
図２に示されるように、制御システム２００はプロセッサ２０８およびメモリ媒体２２０を含む。メモリ媒体２２０は、メモリ媒体２２０へのアクセスをもつプロセッサ２０８によって実行可能であってもよい実行可能命令（実行可能コードなど）を記憶していてもよい。プロセッサ２０８は、制御システム２００に本稿に記載される機能および動作を実行させる命令を実行してもよい。本開示の目的のためには、メモリ媒体２２０は、少なくともある時間期間にわたってデータおよび命令を記憶する非一時的なコンピュータ可読媒体を含んでいてもよい。メモリ媒体２２０は、持続性および揮発性媒体、固定および取り外し可能媒体ならびに磁気および半導体媒体を含みうる。メモリ媒体２２０は、限定なしに、記憶媒体、たとえば直接アクセス記憶デバイス（たとえばハードディスクドライブまたはフロッピーディスク）、順次アクセス記憶デバイス（たとえばテープディスクドライブ）、コンパクトディスク（CD）、ランダムアクセスメモリ（RAM）、読み出し専用メモリ（ROM）、CD-ROM、デジタル多用途ディスク（DVD）、電気的に消去可能なプログラム可能型読み出し専用メモリ（EEPROM）およびフラッシュメモリ；非一時的媒体または上記のさまざまな組み合わせを含んでいてもよい。示したようなメモリ媒体２２０は、実行可能なコンピュータ・プログラム、つまり経路計算エンジン２０２、信号伝達モジュール２０６、発見モジュール２１２およびルーティング・モジュール２１０を表わしうる命令の集合またはシーケンスを含む。
【００４４】
図２には制御システム２００と一緒に含まれているものとして、ネットワーク・インターフェース２１４が示されている。これは、プロセッサ２０８とネットワーク２３０との間のインターフェースのはたらきをするよう動作可能な好適なシステム、装置またはデバイスでありうる。ネットワーク・インターフェース２１４は、制御システム２００が好適な伝送プロトコルまたは規格を使ってネットワーク２３０を通じて通信できるようにしてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーク・インターフェース２１４は、ネットワーク２３０を介してネットワーク記憶資源に通信上結合されてもよい。いくつかの実施形態では、ネットワーク２３０は光転送ネットワーク１０１の少なくともある部分を表わす。ネットワーク２３０は、ガルバーニ的（galvanic）または電子的媒体を使うネットワークのある部分を含んでいてもよい。ある種の実施形態では、ネットワーク２３０は、インターネットのような公共ネットワークの少なくともある部分を含んでいてもよい。ネットワーク２３０は、ハードウェア、ソフトウェアまたはそれらのさまざまな組み合わせを使って実装されてもよい。
【００４５】
ある実施形態では、制御システム２００は、人（ユーザー）とインターフェースをもち、光信号伝送経路についてのデータを受け取るよう構成されてもよい。たとえば、制御システム２００は、ユーザーから光信号伝送経路についてのデータを受け取ることを容易にし、ユーザーに結果を出力するために、一つまたは複数の入力装置および出力装置を含んでいたり、あるいはそれに結合されていたりしてもよい。一つまたは複数の入力または出力装置（図示せず）は、キーボード、マウス、タッチパッド、マイクロフォン、ディスプレイ、タッチスクリーン・ディスプレイ、オーディオ・スピーカーなどを含むがそれに限定されなくてもよい。代替的または追加的に、制御システム２００は、光信号伝送経路についてのデータを、別のコンピューティング装置またはネットワーク要素のような装置から、たとえばネットワーク２３０を介して受け取るよう構成されていてもよい。
【００４６】
図２に示されるように、いくつかの実施形態では、発見モジュール２１２は、光ネットワークにおける光信号伝送経路に関するデータを受け取るよう構成されていてもよく、近隣者および近隣者間のリンクの発見を受け持ってもよい。換言すれば、発見モジュール２１２は、発見プロトコルに従って発見メッセージを送ってもよく、光信号伝送経路についてのデータを受け取ってもよい。いくつかの実施形態では、発見モジュール２１２は：他にもあるが、ファイバー型、ファイバー長、コンポーネントの数および型、データ・レート、データの変調フォーマット、光信号の入力パワー、信号搬送波長（すなわちチャネル）の数、チャネル間隔、トラフィック需要およびネットワーク・トポロジーなどだがそれに限られない特徴を決定してもよい。
【００４７】
図２に示されるよう、ルーティング・モジュール２１０は、光転送ネットワーク１０１のような光ネットワーク内のさまざまなノードにリンク接続性情報を伝搬させることを受け持ってもよい。個別的実施形態では、ルーティング・モジュール２１０は、データベース２０４に、トラフィック・エンジニアリングをサポートする資源情報を入れてもよく、該情報はリンク帯域幅利用可能性を含んでいてもよい。よって、データベース２０４は、ルーティング・モジュール２１０によって、光ネットワークのネットワーク・トポロジーを決定するために使用可能な情報を入れられてもよい。
【００４８】
経路計算エンジン２０２は、ルーティング・モジュール２１０によってデータベース２０４に提供された情報を、光信号伝送経路の伝送特性を決定するために使うよう構成されていてもよい。光信号伝送経路の伝送特性は、伝送劣化因子、たとえば他にもあるが色分散（CD）、非線形（NL）効果、偏光効果、たとえば偏光モード分散（PMD）および偏光依存損失（PDL）および増幅された自発放射（ASE）が光信号伝送経路内で光信号にどのように影響しうるかについての洞察を提供しうる。光信号伝送経路の伝送特性を決定するために、経路計算エンジン２０２は伝送劣化因子間の相互作用を考慮してもよい。さまざまな実施形態において、経路計算エンジン２０２は、特定の伝送劣化因子についての値を生成してもよい。経路計算エンジン２０２はさらに、光信号伝送経路を記述するデータをデータベース２０４に記憶してもよい。
【００４９】
図２では、信号伝達モジュール２０６は、光転送ネットワーク１０１のような光ネットワークにおいてエンドツーエンドのネットワーク・サービスをセットアップし、修正し、取り壊すことに関わる機能を提供してもよい。たとえば、光ネットワークにおける進入（ingress）ノードがサービス要求を受け取るとき、制御システム１００は、帯域幅、コストなどといった種々の基準に従って最適化されうるネットワーク経路を経路計算エンジン２０２から要求するために、信号伝達モジュール２０６を用いてもよい。所望されるネットワーク経路が同定されると、要求されたネットワーク・サービスを確立するために、信号伝達モジュール２０６はそのネットワーク経路に沿ったそれぞれのノードと通信してもよい。種々の実施形態において、信号伝達モジュール２０６は、ネットワーク経路に沿った諸ノードへのおよび該諸ノードからのその後の通信を伝搬させるために、信号伝達プロトコルを用いてもよい。
【００５０】
制御システム２００の動作において、経路計算エンジン２０２は、図１における光転送ネットワーク１０１のような光ネットワークにおいて源および宛先ノードの所与の対について諸候補経路を評価し、決定するための機能を提供してもよい。この努力において、経路計算エンジン２０２は、スペクトル反転（SI）ノードの配置について、NLNペナルティー推定値を使ってもよい。SIノードを用いて、光転送ネットワーク１０１において分散を調整〔チューニング〕するために増幅器１０８とともにTDCが使われるとき、下記でさらに詳細に述べるスペクトル反転を用いてNLN緩和を実装するために、たとえば信号伝達モジュール２０６が使われてもよい。
【００５１】
ここで図３を参照するに、伝送線モデル３００のある実施形態の選択された要素の概略図が示されている。図のように、伝送線モデル３００は、間にスペクトル反転ノードSIが配置される源ノードSと宛先ノードDとの間の単純な伝送リンク（光ファイバー経路）を表わしていてもよい。リンク３０２は源ノードSとスペクトル反転ノードSIとの間にまたがる〔スパンする〕。一方、リンク３０４はスペクトル反転ノードSIと宛先ノードDとの間にまたがる。伝送線モデル３００においてリンク３０２、３０４に沿った伝搬距離は、伝搬方向における光ファイバー経路に沿った軸zによって表わされる。ここで、源ノードSは距離z0に位置しており、スペクトル反転ノードSIは距離z1に位置しており、宛先ノードDは距離z2に位置している。伝送線モデル３００におけるスペクトル反転の厳密に対称的な実装では、リンク３０２と３０４は同じ長さであり、z1＝z2である。これは、現実世界の状況では達成するのが難しい条件である。
【００５２】
ここで図４を参照するに、線形ネットワーク・モデル４００のある実施形態の選択された要素の概略図が示されている。図のように、線形ネットワーク・モデル４００は、複数のリンクおよび中心に位置するスペクトル反転ノードSIを有する光ファイバー経路を表わしていてもよい。図４に示される特定の例示的実施形態では、線形ネットワーク・モデル４００は四つのリンク４０２−１、４０２−２、４０２−３、４０２−４を含んでいてもよい。ある種のリンクの間には、信号振幅を維持するために汎用リピーター４０８が配置されている。汎用リピーター４０８は、さまざまな実施形態において、TDCを含む光増幅器であってもよい（図５参照）。リンク４０２−２と４０２−３の間では、スペクトル反転ノード（SI）が、利得等化のための光増幅器とともに動作させられている。線形ネットワーク・モデル４００におけるスペクトル反転ノードSIは、DCMを使ってスペクトル反転ノードSIの前に分散が補償される、事前分散されたスペクトル反転（PSI）であってもよいことを注意しておく。このようにして、パワーおよび累積した分散に関する改善された対称性が得られてもよい。さらに、線形ネットワーク４００においては、大半のNLNはリンク４０２−１および４０２−２のいわゆる「有効長さ」において累積しうることが注目される。ファイバー・スパンが十分長いときのファイバー中の減衰のためである。たとえば、減衰が0.2dB/kmであれば、75kmのスパン長さについては、有効長さは21.03kmであってもよく、60kmのスパン長さについては有効長さは20.34kmであってもよい。
【００５３】
ここで図５を参照するに、光転送ネットワーク５００のある実施形態の選択された要素の概略図が示されている。図のように、光転送ネットワーク５００は、送信器５０２から受信器５１２にスーパーチャネルを送信する光転送ネットワークを表わしていてもよい。さまざまな実施形態では、光転送ネットワーク５００は、光転送ネットワーク１０１（図１参照）または線形ネットワーク・モデル４００（図４参照）を表わしうる。具体的には、スーパーチャネル・モデル５００は、送信器５０２の後かつスペクトル反転ノードSIの前の、理想的な光増幅器５０８およびリンク５１０を有するM個の伝送リンクと、スペクトル反転ノードSIの後の、理想的な光増幅器５０８／リンク５１０のN個の伝送リンクとを有する。変数MおよびNは、光転送ネットワーク５００についてのさまざまな異なるサイズおよび配置を表わすために使われる。たとえば、MおよびNは2より大きい整数であってもよい。図５に示されるように、記述目的のためにM個およびN個のリンクの明示的な図示を省いて図面を単純にし、光転送ネットワーク５００における任意の異なる数のリンクを表わすために、破線が使われている。
【００５４】
やはり光転送ネットワーク５００に示されるように、各光増幅器５０８は、ある程度の分散制御を可能にするそれぞれのTDC  ５１４を含む。TDC  ５１４によって提供される分散制御は、分散を加えるには正であってもよく、分散を減らすには負であってもよい。NLNの累積および補償は累積した分散に直接関係しているので（図６参照）、TDC  ５１４は、本稿で開示されるように、スペクトル反転によるNLN緩和のために使われてもよい。
【００５５】
ここで図６を参照するに、パワーおよび分散マップ６００のある実施形態の選択された要素の概略図が示されている。パワーおよび分散マップ６００は縮尺どおりに描かれておらず、概略表現であることを注意しておく。パワーおよび分散マップ６００はM＝N＝3であってスペクトル反転ノードSI（図６には示さず；図５参照）が対応するTDC  ５１４をもつ四番目の光増幅器の前に置かれている光転送ネットワーク５００に基づいている。いくつかの実施形態ではスペクトル反転ノードSIが、先述したようにDCMを含むPSIノードであってもよいことを注意しておく。パワーおよび分散マップ６００では、光パワーおよび累積した分散およびNLNが、光増幅器５０８の間の伝送リンク（スパン）の数によって与えられる伝送距離に対してプロットされている。
【００５６】
パワーおよび分散マップ６００では、三番目のスパン（M＝3）において、スパン長６１０をもつ三番目の伝送リンクの有効長さ６１１が、すべてのスパンのための代表的な概略例として、パワー・マップ部分（上のプロット）に示されている。スパン長６１０における残りの距離をなす伝搬距離６１２も示されている。パワーおよび分散マップ６００に対応する光転送ネットワークは、六つの描かれているスパンを横断して一様なスパン長さ６１０（等しい伝搬距離をもつ伝送リンク）をもつことが想定されてもよい。各伝送リンクについて、パワー・マップ部分は、各伝送リンクにおける伝搬距離が次の伝送リンクに向かって増大するにつれて、六つの伝送リンクすべてについて一様であると想定される光投入パワー（optical  launch  power）６２２までの光パワーの増大と、それに続く光パワーの減衰とを示している。
【００５７】
パワーおよび分散マップ６００では、分散マップ（下のプロット）は、分散（実線）が最初の三つのスパン（M＝1,2,3）にわたって伝搬距離とともに線形に増大し、PSIノード（図示せず）後の最後の三つのスパン（N＝1,2,3）にわたって伝搬とともに線形に減少する様子を示している。事前補償されたスペクトル反転（precompensated  spectral  inversion）ノードPSIは四番目のスパン（N＝1、図６では４とラベル付けされている）の前に位置しているので、PSIノードに含まれるDCMは、下のプロットにおいて補償分散６１４として示される、三番目のスパンにおける伝搬距離６１２における分散を補償してもよい。さらに、NLN累積６１６は、それぞれのスパン（M＝1,2,3）において有効長さ６１１のところに現われる白丸として示されており、一方、NLN補償６１８は、それぞれのスパン（N＝1,2,3）において有効長さ６１１のところに現われる灰色の丸として示されている。すべてのスパン長さ６１０は一様であり、光投入パワー６２２はすべてのスパンについて一定なので、補償分散６１４は、それぞれのスパンにおいて、NLN累積６１６を、対応するNLN補償６１８とマッチさせるのに十分である。したがって、スパン当たりの平均分散６２０も、NLN累積６１６およびNLN補償６１８の両方について、一定値である。このように、パワーおよび分散マップ６００の場合には、たとえTDC  ５１４を用いて分散補償が実行されないときでさえ、NLN緩和は非常に良好であることが期待される。図６の非常に良好なNLN緩和は、同じ累積した分散に起因する、光信号の同様のパルス形状の結果でありうる。それが、マッチするNLN累積の効果的なNLN補償を可能にするのである。
【００５８】
図７を参照するに、NLNペナルティーのプロット７００が描かれている。プロット７００は、図６に関して上記で記述したパワーおよび分散マップ６００に対応する。ただし、プロット７００は、5サブ搬送波スーパーチャネルにおける中央のサブ搬送波について、それぞれ60kmの20個の一様な伝送リンクについての実際のデータを示している。プロット７００において、dB単位での非線形Qペナルティーがスパン番号に対してプロットされている。スペクトル反転SIなしのQペナルティーが定数線７０２によって示され、一方、サブ搬送波間NLNが定数線７０４によって示されている。プロット７００では、スペクトル反転SI（プロット中の×印）では、NL  Qペナルティーが線７０２に比して低減されることがわかる。しかしながら、PSI（プロット中の丸印）では、NL  Qペナルティーが線７０４より下に低減されることがわかる。これは図６に関して述べた一様なスパンおよびパワー・レベルの場合におけるNLN緩和の非常に良好なレベルを示している。
【００５９】
ここで図８を参照するに、パワーおよび分散マップ８００のある実施形態の選択された要素の概略図が示されている。パワーおよび分散マップ８００は縮尺どおりに描かれておらず、概略表現であることを注意しておく。パワーおよび分散マップ８００はM＝N＝3であってスペクトル反転ノードSI（図８には示さず；図５参照）が対応するTDC  ５１４をもつ四番目の光増幅器の前に置かれている光転送ネットワーク５００に基づいている。いくつかの実施形態ではスペクトル反転ノードSIが、先述したようにDCMを含むPSIノードであってもよいことを注意しておく。パワーおよび分散マップ８００では、光パワーおよび累積した分散およびNLNが、光増幅器５０８の間の伝送リンク（スパン）の数によって与えられる伝送距離に対してプロットされている。
【００６０】
パワーおよび分散マップ８００では、図６におけるパワーおよび分散マップ６００と同様の特徴および要素が呈示されているが、図８では、最後の三つのスパン（N＝1,2,3）が最初の三つのスパン（M＝1,2,3）よりも長いと想定される。こうして、最初の三つの伝送リンクはスパン長さ８１０（有効長さ８１１、補償された伝搬距離８１２をもつ）をもち、一方、最後の三つの伝送リンクは、スパン長さ８１０より大きいスパン長さ８０２をもつ。下のプロットでは、NLN累積６１６は不変のままで、図６と同じ補償される分散６１４をもつ。だが、パワーおよび分散マップ８００では、五番目および六番目のスパンにおけるNLN補償８１８−５および８１８−６はもはや（一番目および二番目のスパンにおける）対応するNLN累積６１６と同じ分散レベルにはない。結果として、NLN緩和は不均衡であり、TDC  ５１４を用いて分散補償が実行されないときは、あまり良好ではないことがある。図８における比較的貧弱なNLN緩和は、累積した分散における差に起因する、光信号の異なるパルス形状の結果でありうる。それが、マッチしないNLN累積のため、効果的なNLN補償を妨げるのである。
【００６１】
図９を参照するに、NLNペナルティーのプロット９００が描かれている。プロット９００は、図８に関して上記で記述したパワーおよび分散マップ８００に対応する。ただし、プロット９００は、5サブ搬送波スーパーチャネルにおける中央のサブ搬送波について、それぞれ60kmの10個の伝送リンクおよびそれに続くそれぞれ75kmの10個の伝送リンクについての実際のデータを示している。プロット９００において、dB単位での非線形Qペナルティーがスパン番号に対してプロットされている。スペクトル反転SIなしのQペナルティーが定数線７０２によって示されている。一方、サブ搬送波間NLNが定数線７０４によって示されている。プロット９００では、スペクトル反転SI（プロット中の×印）では、NL  Qペナルティーが線７０２に比して低減されることがわかる。しかしながら、PSI（プロット中の丸印）では、NL  Qペナルティーは線７０４より実質的に下には低減されないことがわかる。これは図６に関して述べ図７に示した一様なスパンおよびパワー・レベルの場合に比べて、より低いレベルのNLN緩和を示している。
【００６２】
ここで図１０を参照するに、パワーおよび分散マップ１０００のある実施形態の選択された要素の概略図が示されている。パワーおよび分散マップ１０００は縮尺どおりに描かれておらず、概略表現であることを注意しておく。パワーおよび分散マップ１０００はM＝N＝3であって事前補償されたスペクトル反転ノードPSI（図１０には示さず；図５参照）が対応するTDC  ５１４をもつ四番目の光増幅器の前に置かれている光転送ネットワーク５００に基づいている。PSIノードは、先述したようにDCMを含むことを注意しておく。パワーおよび分散マップ１０００では、光パワーおよび累積した分散およびNLNが、光増幅器５０８の間の伝送リンク（スパン）の数によって与えられる伝送距離に対してプロットされている。
【００６３】
パワーおよび分散マップ１０００では、個々のスパンについてのスパン長さ１０１０はある程度変動し、スパン長さは一様ではないと想定されてもよい。下のブロット部分では、一番目のスパン（M＝1）におけるNLN累積１０６１−１と二番目のスパン（M＝2）におけるNLN累積１０６１−１はTDC  ５１４によって補償されないままであってもよく、その差は正規化された、スパン当たりの分散１０２０に対応してもよい。さまざまな実施形態において、正規化された、スパン当たりの分散１０２０は、光路におけるスパンの任意の集合または部分集合についての、平均分散、最大分散または最小分散であってもよい。二番目のスパンは一番目のスパンよりいくらか短いことがあるので、三番目のスパン（M＝3）におけるNLN累積１０１６−３は、NLN累積１０１６−２に関する正規化された、スパン当たりの分散１０２０より低くてもよい。この場合、TDC  ５１４は、NLN累積を正規化された、スパン当たりの分散１０２０に揃えるために三番目のスパン（M＝3）において分散修正１０２２を適用してもよい。同様に、TDCは、NLN累積１０１８−６を正規化された、スパン当たりの分散１０２０に揃えるために六番目のスパン（N＝3、スパン６として図示）において分散修正１０２４を適用してもよい。NLN補償１０１８−４および１０１８−５は不変のままであってもよい。分散は、距離に対して線形のままであり、図１０は概略的であり、縮尺どおりに描かれていないことを注意しておく。図１０では、正の分散修正１０２２、１０２４を示す例示的実施形態が二つのスパンにおいて示されているが、所望に応じて各スパンにおいて、TDC  ５１４による正または負の分散修正が実行されうることは理解されるであろう。分散修正１０２２、１０２４は一般に、分散補償６１４より絶対値が小さい。それぞれの光増幅器５０８におけるTDC  ５１４による分散修正１０２２、１０２４の結果として、NLN累積１０１６は今や累積的分散に関してNLN補償１０１８と揃い、図７に示されるような、対応する光信号についてのNL  Qペナルティーにおける対応する低減が期待され、達成されうる。このようにして、パワーおよび分散マップ１０００では、SIまたはPSIと一緒に使われる非一様なスパン長さが、図６に示した一様なスパン長さに匹敵するNLN緩和を達成するよう、補償されうる。
【００６４】
ここで図１１を参照するに、スペクトル反転によるNLN緩和のための方法１１００がフローチャートの形で示されている。図のように、方法１１００は、制御システム２００における他にもある要素のうち、個別的実施形態では、信号伝達モジュール２０６を使って光転送ネットワーク１０１（図１参照）のために実行されてもよい。方法１１００に関して記述される動作は、異なる実施形態では、省略されたり、または再配列されたりしてもよいことを注意しておく。
【００６５】
方法１１００は、段階１１０２において、SIノードの前にM個の伝送リンクを、該SIノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路を提供することによって始まってもよい。各伝送リンクはTDCに結合された光増幅器で始まる。SIノードはPSIノードであってもよい。段階１１０４では、それらM＋N個の伝送リンクについて正規化された分散が決定されてもよい。段階１１０６では、前記M個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、TDCを使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正する。段階１１０８では、前記N個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、TDCを使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正する。段階１１０６、１１０８のいくつかの事例では、TDCは分散の修正を実行しない。
【００６６】
本稿に開示されるように、方法およびシステムは、光転送ネットワークにおいて、スペクトル反転を使って光路についての非線形ノイズ（NLN）ペナルティーを緩和しうる。光路中の各スパンにおける光増幅器と一緒に調整可能分散補償器を使うことによって、光路に沿った分散が、各スパンについての正規化された分散に修正されうる。このようにして、NLN累積に関連する分散がNLN補償によって均衡させられて、光路についての全体的なNLNレベルを低減しうる。
【００６７】
本明細書の主題は一つまたは複数の例示的実施形態との関連で記述されてきたが、いずれかの請求項を記載される特定の形に限定することは意図されていない。逆に、本開示に向けられるどの請求項も、その精神および範囲内に含まれうるような代替、修正および等価物をカバーすることが意図されている。
【００６８】
以上の実施例を含む実施形態に関し、さらに以下の付記を開示する。
（付記１）
光路について光転送ネットワークにおける非線形ノイズを緩和する方法であって：
スペクトル反転ノードの前にM個の伝送リンクを、該スペクトル反転ノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路において、各伝送リンクは調整可能分散補償器に結合された光増幅器で始まり、当該方法は、
それらM＋N個の伝送リンクのそれぞれについて正規化された分散を決定する段階であって、光信号の累積された分散は、前記M個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に増大し、前記N個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に減少する、段階と；
前記M個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正する段階と；
前記N個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正する段階とを含む、
方法。
（付記２）
前記M＋N個の伝送リンクのそれぞれの光投入パワーは等しい、付記１記載の方法。
（付記３）
前記スペクトル反転ノードはさらに分散補償モジュールを有しており、
前記スペクトル反転ノードにおいて、前記分散補償モジュールを使って、前記スペクトル反転ノードの直前のM番目の伝送リンクに沿っての少なくともいくらかの分散を補償することを含む、
付記１記載の方法。
（付記４）
前記分散補償モジュールは、スパン長からM番目の伝送リンクについての有効長さを引いて計算される第一の伝搬距離について補償し、非線形ノイズが主として前記有効長さに沿って累積する、付記３記載の方法。
（付記５）
前記分散を修正することは、分散を増すことを含む、付記１記載の方法。
（付記６）
前記分散を修正することは、分散を減らすことを含む、付記１記載の方法。
（付記７）
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクの平均長さに基づく、付記１記載の方法。
（付記８）
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最小長さに基づく、付記１記載の方法。
（付記９）
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最大長さに基づく、付記１記載の方法。
（付記１０）
光路について光転送ネットワークにおける非線形ノイズを推定するための、プロセッサを有するネットワーク管理システムであって：
前記プロセッサは前記プロセッサによって実行可能な命令を記憶しているメモリ媒体にアクセスできるようにされており、スペクトル反転ノードの前にM個の伝送リンクを、該スペクトル反転ノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路において、各伝送リンクは調整可能分散補償器に結合された光増幅器で始まり、
前記プロセッサによって実行可能な命令は、
それらM＋N個の伝送リンクのそれぞれについて正規化された分散を決定する段階であって、光信号の累積された分散は、前記M個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に増大し、前記N個の伝送リンクのそれぞれに沿って伝搬距離に関して線形に減少する、段階と；
前記M個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正する段階と；
前記N個の伝送リンクの二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、前記調整可能分散補償器を使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正する段階とを実行するためのものである、
ネットワーク管理システム。
（付記１１）
前記M＋N個の伝送リンクのそれぞれの光投入パワーは等しい、付記１０記載のネットワーク管理システム。
（付記１２）
前記スペクトル反転ノードはさらに分散補償モジュールを有しており、
前記スペクトル反転ノードにおいて、前記分散補償モジュールを使って、前記スペクトル反転ノードの直前のM番目の伝送リンクに沿っての少なくともいくらかの分散を補償するための命令をさらに有する、
付記１０記載のネットワーク管理システム。
（付記１３）
前記分散補償モジュールは、スパン長からM番目の伝送リンクについての有効長さを引いて計算される第一の伝搬距離について補償し、非線形ノイズが主として前記有効長さに沿って累積する、付記１２記載のネットワーク管理システム。
（付記１４）
前記分散を修正することは、分散を増すことを含む、付記１０記載のネットワーク管理システム。
（付記１５）
前記分散を修正することは、分散を減らすことを含む、付記１０記載のネットワーク管理システム。
（付記１６）
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクの平均長さに基づく、付記１０記載のネットワーク管理システム。
（付記１７）
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最小長さに基づく、付記１０記載のネットワーク管理システム。
（付記１８）
前記正規化された分散は、前記M＋N個の伝送リンクのうちの最大長さに基づく、付記１０記載のネットワーク管理システム。
【符号の説明】
【００６９】
２００  制御システム
２０２  経路計算エンジン
２０４  データベース
２０６  信号伝達モジュール
２０８  プロセッサ
２１０  ルーティング・モジュール
２１２  発見モジュール
２１４  ネットワーク・インターフェース
２２０  メモリ媒体
２３０  ネットワーク
３００  伝送線
４００  線形ネットワーク
５００  スーパーチャネル
１１００  スペクトル反転による非線形ノイズ緩和のための方法
１１０２  SIノードの前にM個の伝送リンクを、該SIノードの後にN個の伝送リンクをもつ光路を提供。各伝送リンクはTDCに結合された光増幅器で始まる
１１０４  M＋N個の伝送リンクについて正規化された分散を決定
１１０６  M個の伝送リンクのうち二番目の伝送リンクから始まって、M−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、TDCを使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて増大した分散を前記正規化された分散に修正
１１０８  N個の伝送リンクのうち二番目の伝送リンクから始まって、N−1個の伝送リンクのそれぞれにおいて、TDCを使って、それぞれ直前の伝送リンクを通じて減少した分散を前記正規化された分散に修正
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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