(57)【要約】【課題】  不均等スペクトル間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための方法及びシステムを提供する。【解決手段】  不均等スペクトル間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための方法及びシステムは、サブキャリアを２つのサブキャリアグループにグループ化することによりＦＷＭを低減でき、２次的な不均等間隔をグループ間に適用する。この方法では、非線形相互作用が低減され、マルチキャリアチャネルの送信到達距離が拡張され得る。【選択図】  図２Ｂ
2019004452.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光送信機であって、
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
前記ＤＳＰにアクセス可能な記憶媒体と、
を有し、前記記憶媒体は、
複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルとして光送信のデータを受信し、
前記データを前記複数のサブキャリアにマッピングし、
前記サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間に不均等スペクトル間隔を適用するためのコマンドを受信することに応答して、前記不均等スペクトル間隔を前記サブキャリアに適用し、
前記サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間の不均等スペクトル間隔を有する前記マルチキャリアチャネルとして前記データを伝達するようレーザを変調するために使用可能な少なくとも１つの出力信号を生成する、
ために前記ＤＳＰにより実行可能な命令を格納する、光送信機。
【請求項２】
前記不均等スペクトル間隔を適用するための前記命令は、
前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対の間に第２スペクトル間隔を適用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、
ための命令を更に有する、請求項１に記載の光送信機。
【請求項３】
前記コマンドは、ネットワーク管理システムから受信される、請求項１に記載の光送信機。
【請求項４】
前記コマンドは、光受信機で受信されるマルチキャリアチャネルの所定閾を超えるビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき受信される、請求項１に記載の光送信機。
【請求項５】
光送信のための前記データを受信する前記命令は、
前記マルチキャリアチャネルの変調フォーマットを受信し、前記コマンドは前記変調フォーマットに基づく、
ための命令を更に有する、請求項１に記載の光送信機。
【請求項６】
光受信機であって、
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
前記ＤＳＰにアクセス可能な記憶媒体と、
を有し、前記記憶媒体は、
複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルとして光学的に送信された復調データを受信し、
前記サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間の不均等スペクトル間隔を示すコマンドを受信することに応答して、前記不均等スペクトル間隔に基づき前記サブキャリアをスペクトル的に解決し、
データを生成するために使用可能な少なくとも１つの出力信号を生成する、
ために前記ＤＳＰにより実行可能な命令を格納する、光受信機。
【請求項７】
前記サブキャリアをスペクトル的に解決するための前記命令は、
前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対をスペクトル的に解決するために第２スペクトル間隔を使用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、
ための命令を更に有する、請求項６に記載の光受信機。
【請求項８】
前記コマンドは、ネットワーク管理システムから受信される、請求項６に記載の光受信機。
【請求項９】
前記コマンドは、マルチキャリアチャネルの所定閾を超えるビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき受信され、前記ＢＥＲは前記光受信機において決定される、請求項６に記載の光受信機。
【請求項１０】
前記復調データは、前記光受信機に含まれる光ハイブリッド受信機から受信される、請求項６に記載の光受信機。
【請求項１１】
ネットワーク管理システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサにアクセス可能な記憶媒体と、
を有し、前記記憶媒体は、
光ネットワークの中の光経路の光経路情報を受信し、
前記光経路に渡る送信のために複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを指定するチャネル情報を受信し、
前記マルチキャリアチャネルの中で前記サブキャリアの少なくとも幾つかについて不均等スペクトル間隔を使用して送信するために、前記マルチキャリアチャネルを送信する光送信機へ第１コマンドを送信し、
前記不均等スペクトル間隔に従い受信するために、前記マルチキャリアチャネルを受信する光受信機へ第２コマンドを送信し、
前記マルチキャリアチャネルについて前記光受信機からビット誤り率（ＢＥＲ）を受信する、
ために前記プロセッサにより実行可能な命令を格納する、ネットワーク管理システム。
【請求項１２】
前記チャネル情報は、
前記マルチキャリアチャネルの中のサブキャリア数と、
前記サブキャリアの変調フォーマットと、
を有する、請求項１１に記載のネットワーク管理システム。
【請求項１３】
前記第１コマンド及び前記第２コマンドは、指定値を超える前記ＢＥＲに基づき送信される、請求項１１に記載のネットワーク管理システム。
【請求項１４】
前記不均等スペクトル間隔の使用は、
前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対の間での第２スペクトル間隔の使用であって、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、
ことを有する、請求項１１に記載のネットワーク管理システム。
【請求項１５】
前記第１スペクトル間隔はΔｆｓｃにより与えられ、前記第２スペクトル間隔はΔｆ２により与えられ、ΔｆｓｃとΔｆ２との間の関係は、Δｆｓｃ／２≦（Δｆ２−Δｆｓｃ）＜Δｆｓｃにより与えられる、請求項１４に記載のネットワーク管理システム。
【請求項１６】
スペクトル的に連続するマルチキャリアチャネルの間の保護帯（ＧＢ）は、Δｆｓｃ＊Ｍ＜ＧＢ≦Δｆ２＊Ｌにより与えられ、Ｍ及びＬは１より大きい整数である、請求項１１に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、概して、光通信ネットワークに関し、より詳細には、不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気通信システム、ケーブルテレビシステム、データ通信ネットワークは、光ネットワークを用いて、遠隔地点間で大量の情報を迅速に伝達する。光ネットワークでは、情報は、光ファイバを通じて光信号の形式で伝達され得る。光ネットワークは、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、カプラ、等のような、ネットワーク内で種々の動作を実行する種々のネットワークノードを有して良い。
【０００３】
光スーパーチャネルは、チャネル毎に４００Ｇｂ／ｓ及び１Ｔｂ／ｓのデータレートでの信号の送信のための新たなソリューションであり、将来のより高いデータレートも期待できる。標準的なスーパーチャネルは、単一波長チャネルを形成するよう周波数多重化されるサブキャリアのセットを有する。次に、スーパーチャネルは、ネットワークエンドポイントに渡る単一チャネルとして、光ネットワークを通じて伝送され得る。スーパーチャネルの中のサブキャリアは、高いスペクトル効率を達成するために密にパックされる。スーパーチャネルの送信は様々な要因により制限されることがある。
【０００４】
光送信の送信のための別の技術は、マルチキャリアチャネル（サブキャリア多重（subcarrier  multiplexing：ＳＣＭ）又はナイキスト周波数分割多重（Nyquist−FDM）としても参照される）の使用である。マルチキャリアチャネルは、光チャネルの送信機において生成されるが、所与のサブキャリア数への光チャネルの分割を伴う。スーパーチャネルと同様に、マルチキャリアチャネルの送信到達距離は、望ましくないことにノイズを増大させる特定の非線形効果のような様々な要因により制限されることがある。
【発明の概要】
【０００５】
一態様では、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と該ＤＳＰにアクセス可能な記憶媒体とを有する光送信機が開示される。光送信機では、記憶媒体は、複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルとして光送信のためのデータを受信し、データをサブキャリアにマッピングする、ＤＳＰにより実行可能な命令を格納する。サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間に不均等スペクトル間隔を適用するためのコマンドを受信することに応答して、光送信機において、命令は、不均等スペクトル間隔をサブキャリアに適用し、レーザを変調し及びサブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間の不均等スペクトル間隔を有するマルチキャリアチャネルとしてデータを運ぶために、少なくとも１つの出力信号を生成するために実行可能であって良い。
【０００６】
光送信機の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、前記不均等スペクトル間隔を適用するための前記命令は、前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対の間に第２スペクトル間隔を適用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、ための命令を更に有して良い。
【０００７】
光送信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、前記コマンドは、ネットワーク管理システムから受信されて良い。
【０００８】
光送信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、前記コマンドは、光受信機で受信されるマルチキャリアチャネルの所定閾を超えるビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき受信されて良い。
【０００９】
光送信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、光送信のための前記データを受信する前記命令は、前記マルチキャリアチャネルの変調フォーマットを受信し、前記コマンドは前記変調フォーマットに基づく、ための命令を更に有して良い。
【００１０】
別の態様では、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と該ＤＳＰにアクセス可能な記憶媒体とを有する光受信機が開示される。光受信機では、記憶媒体は、複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルとして光学的に送信された復調データを受信するために、ＤＳＰにより実行可能な命令を格納する。サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間の不均等スペクトル間隔を示すコマンドを受信することに応答して、光受信機では、命令は、不均等スペクトル間隔に基づくサブキャリアをスペクトル的に解決し、及びデータを生成するために使用可能な少なくとも１つの出力信号を生成するために、実行可能であって良い。
【００１１】
光受信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、前記サブキャリアをスペクトル的に解決するための前記命令は、前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対をスペクトル的に解決するために第２スペクトル間隔を使用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、ための命令を更に有して良い。
【００１２】
光受信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、前記コマンドは、ネットワーク管理システムから受信されて良い。
【００１３】
光受信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、前記コマンドは、マルチキャリアチャネルの所定閾を超えるビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき受信されて良く、ここでＢＥＲは光受信機において決定される。
【００１４】
光受信機の開示の実施形態のうちのいずれかで、前記復調データは、光受信機に含まれる光ハイブリッド受信機から受信されて良い。
【００１５】
更なる態様では、プロセッサと該プロセッサにより実行可能な命令を格納する記憶媒体とを有するネットワーク管理システムが開示される。ネットワーク管理システムでは、命令は、光ネットワーク内の光経路の光経路情報を受信し、及び光経路に渡る送信のために複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを指定するチャネル情報を受信するために、実行可能であって良い。ネットワーク管理システムでは、命令は、マルチキャリアチャネルの中のサブキャリアのうちの少なくとも幾つかについて不均等スペクトル間隔を用いてマルチキャリアチャネルを送信する光送信機へ第１コマンドを送信し、不均等スペクトル間隔に従い受信するようマルチキャリアチャネルを受信する光受信機へ第２コマンドを送信し、及びマルチキャリアチャネルについて光受信機からビット誤り率（ＢＥＲ）を受信するために、更に実行可能であって良い。
【００１６】
ネットワーク管理システムの開示の実施形態のいずれかで、前記チャネル情報は、前記マルチキャリアチャネルの中のサブキャリア数と、前記サブキャリアの変調フォーマットと、を有して良い。
【００１７】
ネットワーク管理システムの開示の実施形態のいずれかで、前記第１コマンド及び前記第２コマンドは、指定値を超える前記ＢＥＲに基づき送信される。
【００１８】
ネットワーク管理システムの開示の実施形態のうちのいずれかで、前記不均等スペクトル間隔の使用は、前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対の間に第２スペクトル間隔を適用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、ことを更に有して良い。
【００１９】
ネットワーク管理システムの開示の実施形態のいずれかで、前記第１スペクトル間隔はΔｆｓｃにより与えられ、前記第２スペクトル間隔はΔｆ２により与えられ、ΔｆｓｃとΔｆ２との間の関係は、Δｆｓｃ／２≦（Δｆ２−Δｆｓｃ）＜Δｆｓｃにより与えられて良い。
【００２０】
ネットワーク管理システムの開示の実施形態のいずれかで、スペクトル的に連続するマルチキャリアチャネルの間の保護帯（ＧＢ）は、Δｆｓｃ＊Ｍ＜ＧＢ≦Δｆ２＊Ｌにより与えられ、Ｍ及びＬは１より大きい整数であって良い。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
本発明並びにその特徴及び利点のより完全な理解のため、添付の図と共に以下の説明を参照する。
【図１】光トランスポートネットワークの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図２Ａ】シングルキャリア及びマルチキャリアチャネルのスペクトルを示す。
【図２Ｂ】不均等サブキャリア間隔を有するマルチキャリアチャネル・パワースペクトルの一実施形態の選択された要素を示す。
【図３】不均等サブキャリア間隔を使用するためのネットワーク管理システムの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図４Ａ】光ＩＱ送信機の一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図４Ｂ】送信機ＤＳＰの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図５Ａ】光ＩＱ受信機の一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図５Ｂ】受信機ＤＳＰの一実施形態の選択された要素のブロック図である。
【図６】不均等サブキャリア間隔を初期化する方法の選択された要素のフローチャートである。
【図７】不均等サブキャリア間隔を再構成する方法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】
【００２２】
以下の説明では、開示の主題の議論を容易にするために例として詳細事項が説明される。しかしながら、当業者には、開示の実施形態が例示であること及び全ての可能な実施形態を網羅するものではないことが明らかである。
【００２３】
ここで用いられるように、ハイフンで結んだ形式の参照符号は、１つの要素の特定のインスタンスを表し、ハイフンを有しない形式の参照符号は、集合的又は総称的要素を表す。したがって、例えば、ウィジェット「７２−１」は、ウィジェットクラスのインスタンスを表し、ウィジェット「７２」として集合的に言及されて良く、それらのうちの任意のものがウィジェット「７２」として一般的に言及されて良い。
【００２４】
電気通信システム、ケーブルテレビシステム、データ通信ネットワークは、光ネットワークを用いて、遠隔地点間で大量の情報を迅速に伝達する。光ネットワークでは、情報は、光ファイバを通じて光信号の形式で伝達され得る。光ネットワークは、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、カプラ、等のような、ネットワーク内で種々の動作を実行する種々のネットワークノードを有して良い。
【００２５】
光ネットワーク全体に渡る送信容量に対する要求が増大するにつれ、送信容量を像際するために様々な送信技術が開発されてきている。例えば、送信波長チャネル当たりの容量を増大する高度な変調フォーマットが導入されている。例えば、１６−ＱＡＭは、同じ波長チャネルを介してＱＰＳＫを使用する場合より約２倍多くの情報を伝達可能な変調フォーマットである。しかしながら、より高い情報密度を提供する変調フォーマットは、概して、送信距離の減少をもたらし、結果として、送信到達距離と送信容量との間のトレードオフの形式で、送信容量に対する経済的制約を生じる。別の例では、マルチキャリアチャネル技術の出現は、マルチキャリアチャネルの中の各サブキャリアのボーレート（シンボルレート）の低下に起因する、光ネットワーク送信の制限要因であるファイバ非線形性の影響を低減した。
【００２６】
前述のように、ファイバ非線形性に影響し得る要因は、ボーレートである。送信距離を延長できる可能性のある最適ボーレートが提案されている。例えば、３５ＧＨｚ帯域幅の光チャネルを用いて送信される３２ＧＢａｕｄ  ＤＰ−ＱＰＳＫ変調された光信号を考える。この送信では、光チャネルの３５ＧＨｚ帯域幅は、異なるボーレートの例として、３２ＧＢａｕｄで１個のサブキャリア（シングルキャリア）、１６ＧＢａｕｄで２個のサブキャリア（マルチキャリア）、８ＧＢａｕｄで４個のサブキャリア（マルチキャリア）、４ＧＢａｕｄで８個のサブキャリア（マルチキャリア）、又は２ＧＢａｕｄで１６個のサブキャリア（マルチキャリア）、に割り当てられて良い。しかしながら、マルチキャリアチャネルの中の最適ボーレートは、自己位相変調（self−phase  modulation：ＳＰＭ）として表される場合の多いシングルキャリア非線形性と、相互位相変調（cross−phase  modulation：ＸＰＭ）及び４波混合（four−wave  mixing：ＦＷＭ）から生じ得るサブキャリア間非線形性と、の間の相互作用に依存することが決定されている。ＦＷＭは、マルチキャリアチャネルの中のサブキャリア数と共に増大し、送信距離の制限要因であることが分かっている。
【００２７】
更に詳述するように、マルチキャリアチャネルの到達距離拡張は、不均等サブキャリア間隔を用いて達成できる。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、マルチキャリアチャネルにおけるＦＷＭを低減し、したがって、ファイバ非線形性を低減することにより送信距離を拡張できる。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、送信到達距離及びスペクトル効率を含む、トラフィック要求を満たすために、サブキャリアスペクトル間隔の柔軟な調整を可能にできる。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、マルチキャリアチャネルの中のサブキャリアを、ＦＷＭの影響をあまり受けない２個のサブキャリアのグループにグループ化することにより、ＦＷＭを低減できる。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、スペクトル効率及び送信距離の粒度制御を可能にしながら、ＦＷＭを低減できる。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、シングルキャリア及びマルチキャリアサブキャリアのための送信機又は受信機のような汎用プログラマブル通信機を用いて実装されて良い。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、選択された変調フォーマットに依存して、ＦＷＭを低減することもできる。
【００２８】
図を参照すると、図１は、光通信システムを表し得る光トランスポートネットワーク（ＯＴＮ）１０１の例示的な実施形態を示す。光トランスポートネットワーク１０１は、光ファイバ１０６を介して光信号を送信する装置を有して良い。情報は、波長に関する情報を符号化するために１又は複数の光の波長の変調により、光トランスポートネットワーク１０１を通じて送信及び受信されて良い。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」とも称されて良い。各チャネルは、光トランスポートネットワーク１０１を通じて特定量の情報を伝達して良い。
【００２９】
光トランスポートネットワーク１０１は、光トランスポートネットワーク１０１のコンポーネントにより通信される１又は複数の光信号を運ぶために、１又は複数の光ファイバ１０６を有する。光トランスポートネットワーク１０１のネットワーク要素は、ファイバ１０６により互いに結合され、１又は複数の送信機（Ｔｘ）１０２、１又は複数のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０４、１又は複数の光増幅器１０８、１又は複数の光アド／ドロップマルチプレクサ（optical  add/drop  multiplexer：ＯＡＤＭ）１１０、及び１又は複数のデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１０５、及び１又は複数の受信機（Ｒｘ）１１２を有して良い。
【００３０】
光トランスポートネットワーク１０１は、端末ノードを有するポイントツーポイント型光ネットワーク、リング型光ネットワーク、メッシュ型光ネットワーク、又は任意の他の適切な光ネットワーク若しくは光ネットワークの組合せを有して良い。光トランスポートネットワーク１０１は、短距離都市域ネットワーク、長距離都市間ネットワーク、又は任意の他の適切なネットワーク若しくはネットワークの組合せの中で用いられて良い。光トランスポートネットワーク１０１の容量は、例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ、４００Ｇｂｉｔ／ｓ、又は１Ｔｂｉｔ／ｓを有して良い。光ファイバ１０６は、非常に低損失で長距離に渡り信号を伝達可能なガラスの細い紐を有して良い。光ファイバ１０６は、光伝送のために種々の異なるファイバから選択される適切な種類のファイバを有して良い。光ファイバ１０６は、標準的なＳＭＦ（Single−Mode  Fiber）、Ｅ−ＬＥＡＦ（Enhanced  Large  Effective  Area  Fiber）、又はＴＷ−ＲＳ（TrueWave（登録商標）Reduced  Slope）ファイバのような任意の適切な種類のファイバを有して良い。
【００３１】
光トランスポートネットワーク１０１は、光ファイバ１０６を介して光信号を送信する装置を有して良い。情報は、波長に関する情報を符号化するために１又は複数の光の波長の変調により、光トランスポートネットワーク１０１を通じて送信及び受信されて良い。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」とも称されて良い。各チャネルは、光トランスポートネットワーク１０１を通じて特定量の情報を伝達して良い。
【００３２】
光トランスポートネットワーク１０１の情報容量及び伝送能力を増大するために、複数のチャネルで送信される複数の信号は、単一の広帯域光信号に結合されて良い。複数のチャネルで情報を通信するプロセスは、光学的にＷＤＭ（wavelength  division  multiplexing）として言及される。ＣＷＤＭ（Coarse  wavelength  division  multiplexing）は、通常２０ｎｍより大きく１６個の波長より少ない、少ないチャネル数を有する広く間隔の開けられた波長の、１本のファイバへの多重化を表す。また、ＤＷＤＭ（dense  wavelength  division  multiplexing）は、通常０．８ｎｍより狭い間隔で４０個より多い、多くのチャネル数を有する密な間隔の波長の、１本のファイバへの多重化を表す。ＷＤＭ又は他の複数波長多重送信技術は、光ファイバ当たりの集約帯域幅を増大するために、光ネットワークで用いられる。ＷＤＭ無しでは、光ネットワークにおける帯域幅は、たった１波長のビットレートに制限され得る。より大きな帯域幅により、光ネットワークは、より多くの情報を送信できる。光トランスポートネットワーク１０１は、ＷＤＭ又は何らかの他の適切な多チャネル多重化技術を用いて異なるチャネルを送信し、多チャネル信号を増幅して良い。
【００３３】
ＤＷＤＭにおける進歩は、複数の光キャリアを結合して所望の容量の合成光信号を生成することを可能にする。複数キャリア光信号のこのような一例は、１００Ｇｂ／ｓ、４００Ｇｂ／ｓ、１Ｔｂ／ｓ以上の伝送レートを達成できる高スペクトル効率（spectral  efficiency：ＳＥ）の一例であるスーパーチャネルである。スーパーチャネルでは、複数のサブキャリア（又はサブチャネル又はチャネル）は、固定帯域幅の帯域に密にパックされ、非常に高いデータレートで送信されて良い。さらに、スーパーチャネルは、例えば数百キロメートルのような非常に長い距離に及ぶ送信に良好に適し得る。標準的なスーパーチャネルは、光トランスポートネットワークを通じて１つのエンティティとして送信される単一チャネルを形成するために周波数多重化されたサブキャリアのセットを有しても良い。スーパーチャネルの中のサブキャリアは、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良い。
【００３４】
特定の実施形態では、Ｎ−ＦＤＭ（Nyquist  frequency−division  multiplexing）がチャネルで用いられて良い。Ｎ−ＦＤＭでは、ほぼ長方形スペクトルを有する光パルスは、ボーレートに近付く帯域幅を有する周波数ドメインで一緒にパッキングされる（図２Ａ及び２Ｂも参照）。
【００３５】
光トランスポートネットワーク１０１は、特定の波長又はチャネルで、光トランスポートネットワーク１０１を通じて光信号を送信する１又は複数の光送信機（Ｔｘ）１０２を有して良い。送信機１０２は、電気信号を光信号に変換し該光信号を送信するシステム、機器、又は装置を有して良い。例えば、送信機１０２は、それぞれ、レーザと、電気信号を受信し該電気信号に含まれる情報を特定の波長でレーザにより生成される光のビームに変調し光トランスポートネットワークを通じて信号を伝達するビームを送信する変調器と、を有して良い（図４Ａも参照）。幾つかの実施形態では、光送信機１０２は、光変調の間に送信されるべきデータのボーレートを決定するために使用されて良い。異なるボーレートを適用する送信機１０２の一例は、適応型レートトランスポンダである。さらに、前方誤り訂正（forward  error  correction：ＦＥＣ）モジュールは、光送信機１０２に含まれて良く、光送信機１０２と関連して使用されて良い。ＦＥＣモジュールは、誤り訂正符号を含めるために、送信されるべき情報又はデータを運ぶ電気信号を処理して良い。送信機１０２にあるＦＥＣモジュールは、さらに、光変調のために光送信機１０２へ送信されるべきデータを送信するボーレートを決定して良い。
【００３６】
マルチプレクサ１０４は、送信機１０２に結合されて良く、送信機１０２により、例えばそれぞれ個々の波長で送信される信号を、ＷＤＭ信号に結合するシステム、機器又は装置であって良い。
【００３７】
光増幅器１０８は、光トランスポートネットワーク１０１の中の多チャネル信号を増幅して良い。光増幅器１０８は、特定長のファイバ１０６の前及び／又は後に置かれて良い。これは、「インライン増幅」と呼ばれる。光増幅器１０８は、光信号を増幅するシステム、機器又は装置を有して良い。例えば、光増幅器１０８は、光信号を増幅する光リピータを有して良い。この増幅は、光−電気又は電気−光変換により実行されて良い。幾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を有し、ドープ光ファイバ増幅素子を形成して良い。信号がファイバを通過するとき、外部エネルギがポンプ信号の形式で印可され、光ファイバのドープされた部分の原子を励起し、光信号の強度を増大する。一例として、光増幅器１０８は、エルビウムドープファイバ増幅器（erbium−doped  fiber  amplifier：ＥＤＦＡ）を有して良い。しかしながら、半導体光増幅器（semiconductor  optical  amplifier：ＳＯＡ）のような他の適切な増幅器が用いられて良い。
【００３８】
ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６を介して光トランスポートネットワーク１０１に結合されて良い。ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６から光信号を（つまり、個々の波長で）アッド又はドロップするシステム、機器又は装置を有しても良いアッド／ドロップモジュールを有して良い。ＯＡＤＭ１１０を通過した後に、光信号は、ファイバ１０６に沿って宛先へと直接進んで良く、或いは、信号は、宛先に達する前に、１又は複数の追加ＯＡＤＭ１１０及び／又は光増幅器１０８を通過して良い。このように、ＯＡＤＭ１１０は、異なるリング及び異なる直線的スパンのような、異なる光トランスポートネットワークトポロジを一緒に接続することを可能にできる。
【００３９】
光トランスポートネットワーク１０１の特定の実施形態では、ＯＡＤＭ１１０は、ＷＤＭ信号の個々の又は複数の波長をアッド又はドロップできるＲＯＡＤＭ（reconfigurable  OADM）を表して良い。個々の又は複数の波長は、例えば、ＲＯＡＤＭに含まれ得るＷＳＳ（wavelength  selective  switch）（図示しない）を用いて光ドメインの中でアッド又はドロップされて良い。
【００４０】
多くの既存の光ネットワークは、ＯＡＤＭの従来の実装及びデマルチプレクサ１０５の従来の実装と互換性のある、固定グリッド間隔としても知られるＩＴＵ（International  Telecommunications  Union）標準波長グリッドに従い５０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のチャネル間隔を有し、１０ギガビット毎秒（Ｇｂｐｓ）又は４０Ｇｂｐｓ信号レートで動作する。しかしながら、データレートが１００Ｇｂｐｓを超えて増大すると、このような高データレート信号のより広いスペクトル要件は、益々チャネル間隔を増大することを要求する場合が多い。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クシステムでは、ネットワークシステム全体は、標準的に、最高レート信号に対応できる最も粗いチャネル間隔（１００ＧＨｚ、２００ＧＨｚ、等）で運用されなければならない。これは、低いレート信号及び低い全体的スペクトル利用に対して過度に準備されたチャネルスペクトルをもたらす場合がある。
【００４１】
したがって、特定の実施形態では、光トランスポートネットワーク１０１は、チャネル毎に特定の周波数スロットを指定可能な柔軟なグリッド光ネットワーキングと互換性のあるコンポーネントを利用して良い。例えば、ＷＤＭ送信の各々の波長のチャネルは、少なくとも１つの周波数スロットを使用して割り当てられて良い。したがって、１つの周波数スロットは、シンボルレートの低い波長チャネルに割り当てられ、一方で、複数の周波数スロットは、シンボルレートの高い波長チャネルに割り当てられて良い。したがって、光トランスポートネットワーク１０１では、ＲＯＡＤＭ１１０は、光ドメインでアッド又はドロップされるべきデータチャネルを運ぶ、ＷＤＭ、ＤＷＤＭ、又はスーパーチャネル信号の個々の又は複数の波長をアッド又はドロップすることが可能であって良い。特定の実施形態では、ＲＯＡＤＭ１１０は、ＷＳＳ（wavelength  selective  switch）を含み又はそれに結合されて良い。
【００４２】
図１に示すように、光トランスポートネットワーク１０１は、ネットワーク１０１の１又は複数の宛先に、１又は複数のデマルチプレクサ１０５を有して良い。デマルチプレクサ１０５は、単一の合成ＷＤＭ信号をそれぞれの波長において個々のチャネルに分離することによりデマルチプレクサとして動作するシステム、機器又は装置を有して良い。例えば、光トランスポートネットワーク１０１は、４０チャネルＤＷＤＭ信号を伝送して良い。デマルチプレクサ１０５は、４０個の異なるチャネルに従って、信号、４０チャネルＤＷＤＭ信号を４０個の別個の信号に分割して良い。理解されるように、種々の実施形態において、光トランスポートネットワーク１０１の中で、異なる数のチャネル又はサブキャリアが送信され逆多重化されて良い。
【００４３】
図１で、光トランスポートネットワーク１０１は、デマルチプレクサ１０５に結合される受信機１１２も有して良い。各受信機１１２は、特定の波長又はチャネルで送信される光信号を受信し、該光信号をそれらが含む情報（データ）を得る（復調する）ために処理して良い（図５Ａも参照）。したがって、ネットワーク１０１は、ネットワークの各チャネル毎に少なくとも１つの受信機１１２を有して良い。図示のように、受信機１１２は、送信機１０２により使用されるボーレートに従い、光信号を復調して良い。幾つかの実施形態では、受信機１１２は、受信したデータの完全性を調べるために誤り訂正符号を使用する前方誤り訂正（ＦＥＣ）モジュールに含まれて良く、又はその後段にあって良い。ＦＥＣモジュールは、さらに、誤り訂正符号に基づき、データの中の特定の誤りを訂正して良い。受信機１１２にあるＦＥＣモジュールは、さらに、上述のように、送信機１０２においてチャネル毎に定められた固有ボーレートで、データを復調して良い。
【００４４】
図１の光トランスポートネットワーク１０１のような光ネットワークは、光ファイバを介して光信号の中で情報を伝達するために、変調技術を用いて良い。このような変調方式は、変調技術の他の例の中でも特に、ＰＳＫ（phase−shift  keying）、ＦＳＫ（frequency−shift  keying）、ＡＳＫ（amplitude−shift  keying）、及びＱＡＭ（quadrature  amplitude  modulation）を有して良い。ＰＳＫでは、光信号により伝達される情報は、搬送波又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り変換されて良い。情報は、２レベル又はＢＰＳＫ（binary  phase−shift  keying）、４レベル又はＱＰＳＫ（quadrature  phase−shift  keying）、Ｍ−ＰＳＫ（multi−level  phase−shift  keying）及びＤＰＳＫ（differential  phase−shift  keying）を用いて信号自体の位相を変調することにより搬送されて良い。ＱＡＭでは、光信号により運ばれる情報は、搬送波の振幅と位相の両方を変調することにより伝達されて良い。ＰＳＫは、ＱＡＭの一部であると考えられる。ここで、搬送波の振幅は、一定に維持される。
【００４５】
ＰＳＫ及びＱＡＭ信号は、コンステレーション図上で実数軸及び虚数軸を有する複素平面を用いて表現できる。情報を運ぶシンボルを表すコンステレーション図上の点は、図の原点の周りに均一な角度で間隔を空けて位置付けられる。ＰＳＫ及びＱＡＭを用いて変調されるべきシンボルの数は増大し、したがって伝達できる情報が増加し得る。信号の数は、２の倍数で与えられ得る。追加シンボルが追加されると、それらは、元のシンボルの周りに均一に配置され得る。ＰＳＫ信号は、コンステレーション図の上に円に配置される。これは、ＰＳＫ信号が全てのシンボルに対して一定のパワーを有することを意味する。ＱＡＭ信号は、ＰＳＫ信号と同じ角度構成だが、異なる振幅構成を有して良い。ＱＡＭ信号は、複数の円の周りに配置されるシンボルを有して良い。これは、ＱＡＭ信号が異なるシンボルに対して異なるパワーを有することを意味する。この構成は、シンボルが可能な限り離されるとき、ノイズのリスクを低減し得る。したがって、シンボル数「ｍ」が用いられ、「ｍ−ＰＳＫ」又は「ｍ−ＱＡＭ」と表す。
【００４６】
異なるシンボル数を有するＰＳＫ及びＱＡＭの例は、コンステレーション図の上で０度及び１８０度（又は０及びπラジアン）の２つの位相を用いるＢＰＳＫ（binary  PSK又は２−PSK）、又は０度、９０度、１８０度及び２７０度（又は０、π／２、π及び３π／２ラジアン）の４つの位相を用いるＱＰＳＫ（quadrature  PSK、４−PSK又は４−QAM）を含み得る。このような信号に含まれる位相は、オフセットされて良い。２−ＰＳＫ及び４−ＰＳＫ信号の各々は、コンステレーション図の上に配置され得る。特定のｍ−ＰＳＫ信号は、ＤＰ−ＱＰＳＫ（dual−polarization  QPSK）のような技術を用いて更に偏波されて良い。ここで、別個のｍ−ＰＳＫ信号は、信号を直交偏波することにより多重化される。また、ｍ−ＱＡＭ信号は、ＤＰ−１６−ＱＡＭ（dual−polarization  １６−QAM）のような技術を用いて偏波されて良い。ここで、別個のｍ−ＱＡＭ信号は、信号を直交偏波することにより多重化される。
【００４７】
二重偏波技術は、ＰＤＭ（polarization  division  multiplexing）とも呼ばれ、情報伝送のためにより大きなビットレートを達成可能にする。ＰＤＭ伝送は、チャネルに関連付けられた光信号の種々の偏波成分への情報の同時変調を有し、それにより、偏波成分の数に応じて伝送レートを名目上増大する。光信号の偏波は、通常、光信号の振動方向を表し得る。用語「偏波」は、通常、光信号の伝搬方向に垂直な、空間内のある点における光信号の電場ベクトルの先端により追跡される経路を表し得る。
【００４８】
図１の光トランスポートネットワーク１０１のような光ネットワークでは、管理プレーン、制御プレーン、及びトランスポートプレーン（物理層と呼ばれることが多い）を言及することが通常である。中央管理ホスト（図示しない）は、管理プレーンに存在して良く、制御プレーンのコンポーネントを構成し管理して良い。管理プレーンは、トランスポートプレーン及び制御プレーンのエンティティ（例えば、ネットワーク要素）全てに渡る最終的な制御を有する。一例として、管理プレーンは、１又は複数の処理リソース、データ記憶コンポーネント、等を含む中央処理センタ（例えば、中央管理ホスト）を有して良い。管理プレーンは、制御プレーンの要素と電気的に通信して良く、トランスポートプレーンの１又は複数のネットワーク要素と電気的に通信して良い。管理プレーンは、システム全体の管理機能を実行し、ネットワーク要素、制御プレーン及びトランスポートプレーンの間の調整を提供して良い。例として、管理プレーンは、要素の観点から１又は複数のネットワーク要素を取り扱うＥＭＳ（element  management  system）、ネットワークの観点から多くの装置を取り扱うＮＭＳ（network  management  system）、又はネットワーク全体の動作を取り扱うＯＳＳ（operational  support  system）を有して良い。
【００４９】
本開示の範囲から逸脱することなく、光トランスポートネットワーク１０１に対し変更、追加又は省略が行われて良い。例えば、光トランスポートネットワーク１０１は、図１に示すものより多くの又は少ない要素を有して良い。また、上述のように、ポイントツーポイントネットワークとして図示されたが、光トランスポートネットワーク１０１は、リング、メッシュ、又は階層構造のネットワークトポロジのような光信号を送信する任意の適切なネットワークトポロジを有して良い。
【００５０】
本願明細書に更に詳述するように、不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、開示の方法及びシステムは、ＦＷＭを低減し、したがって到達距離拡張を可能にし得る。不均等サブキャリア間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための、本願明細書に開示の方法及びシステムは、マルチキャリアチャネル及びサブキャリア間隔のための特定の一般的ルール又は指針を適用して良い。例えば、不均等サブキャリア間隔に起因してマルチキャリアチャネル帯域幅が増大するので、マルチキャリアチャネル間の保護帯のための特定値は減少され得る。
【００５１】
図２Ａを参照すると、光チャネルの一実施形態の選択された要素が、５個のスペクトルを示すパワースペクトル２００として示される。スペクトル２００は、縮尺通りに描かれない概略表現で示される。具体的に、スペクトル２００−１は、帯域幅ＢＷを有するシングルキャリアチャネルを示す。ＢＷが３５ＧＨｚのとき、例えば、スペクトル２００−１の中の単一のチャネルは、３２Ｇｂａｕｄシンボルレートを有して良い。スペクトル２００−２は、２個のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを示す。ＢＷ＝３５ＧＨｚのとき、スペクトル２００−２の中のサブキャリアの各々は、１６Ｇｂａｕｄシンボルレートを有して良い。スペクトル２００−３は、４個のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを示す。ＢＷ＝３５ＧＨｚのとき、スペクトル２００−３の中のサブキャリアの各々は、８Ｇｂａｕｄシンボルレートを有して良い。スペクトル２００−４は、８個のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを示す。ＢＷ＝３５ＧＨｚのとき、スペクトル２００−４の中のサブキャリアの各々は、４Ｇｂａｕｄシンボルレートを有して良い。スペクトル２００−５は、１６個のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを示す。ＢＷ＝３５ＧＨｚのとき、スペクトル２００−５の中のサブキャリアの各々は、２Ｇｂａｕｄシンボルレートを有して良い。マルチキャリアチャネルは、光チャネルを所望のサブキャリア数に分けることのできるＤＳＰを備える単一の送信機を用いて生成されて良い。チャネル帯域幅ＢＷ及び光パワーは、シングルキャリアチャネルとして又はマルチキャリアチャネルとして送信されるかに拘わらず、光チャネルについて同じままであることに留意する。
【００５２】
マルチキャリアチャネルのサブキャリア間の非線形相互作用は、特に、ＸＰＭ（cross−phase  modulation）、ＳＰＭ（self−phase  modulation）、及び４波混合、のような現象を含み得る。ＸＰＭは、１つのサブキャリアからの位相情報、振幅情報、又はそれら両者がマルチキャリアチャネルの中の隣接サブキャリアに変調されるとき、生じ得る。ＳＰＭは、屈折率（又は屈折率の強度に対する依存性）の変動が各々のサブキャリアの中の位相シフトを生じるとき、生じ得る。４波混合（ＦＷＭ）では、３つの波長が相互作用して、サブキャリアの波長と一致する第４の波長を生成し、影響を受けるサブキャリアにおいてピークパワーの望ましくない変動又は他の種類の信号歪みを生じ得る。さらに、非線形クロストークは、サブキャリア間成分を有し得る。非線形相互作用はファイバ伝送中に生じ、サブキャリア周波数帯域の重なり合いの程度に依存しないので、ナイキストパルス成形は、マルチキャリアチャネルにおける非線形クロストークに伴う特定の問題を解決するには非効果的であり得る。
【００５３】
さらに、特定の実施形態では、１より多くのマルチキャリアチャネルが同時に送信されて良い。例えば、図２Ａに示されるマルチキャリアチャネルのうちの任意のものは、別のマルチキャリアチャネルと一緒に送信されて良い（図２Ｂを参照）。この場合、ファイバ内の非線形相互作用を軽減するために、保護帯（guardband：ＧＢ）が第１マルチキャリアチャネルと第２マルチキャリアチャネルとの間に適用されて良い。
【００５４】
図２Ｂは、不均等サブキャリア間隔を有するマルチキャリアチャネル・パワースペクトル２０１を示す。パワースペクトル２０１では、３５ＧＨｚより大きなＢＷを有する２つのマルチキャリアチャネルが、それぞれ８個のサブキャリア（ｆ１〜ｆ８）を有し、且つサブキャリアのうちの幾つかの間の不均等間隔Δｆ２を有し、示される。不均等間隔Δｆ２が使用されなかった場合（図示しない）、マルチキャリアチャネルは、ＢＷ＝３５ＧＨｚ又はΔｆｓｃ＝４．３７５ＧＨｚ／サブキャリアを有するだろう。不均等間隔Δｆ２を使用せずに、サブキャリア数を１６にまで倍増することにより、ボーレートが低減された場合、マルチキャリアチャネルの合計ＢＷは、３５ＧＨｚのままであるが、Δｆｓｃ＝２．２ＧＨｚ／サブキャリアになる。マルチキャリアチャネルはシングルキャリアチャネルと一緒に送信されても良いことに留意する。
【００５５】
図示のように、不均等間隔Δｆ２が特定のルール又は指針を用いて適用されて良い。先ず、使用されるチャネルシンボルレート及びパルス成形に基づき、マルチキャリアチャネル帯域幅ＢＷは、サブキャリア数Ｎと一緒に決定される。次に、サブキャリアは、２つのグループに又は隣接ペアに分割される。２つのグループは、３つの密にパックされたサブキャリアの光子が相互作用するときに生じるＦＷＭを防ぐ又は軽減するために、選択される。次に、Δｆｓｃの値が、Δｆｓｃ＝ＢＷ／Ｎにより決定される。さらに、２個のサブキャリアのグループの間のΔｆ２の値が、Δｆｓｃ／２≦（Δｆ２−Δｆｓｃ）＜Δｆｓｃにより決定される。次に、マルチキャリアチャネル間の保護帯ＧＢが、Δｆｓｃ＊Ｍ＜ＧＢ≦Δｆ２＊Ｌにより決定できる。ここで、Ｍ及びＬは１より大きい整数である。したがって、パワースペクトル２０１において、８個のサブキャリアについて、Δｆ２が２〜４ＧＨｚの間で選択されると、マルチキャリアチャネル帯域幅ＢＷは４１〜４７ＧＨｚの間になる。１６個のサブキャリアが使用されるとき（図示しない）、Δｆ２が１〜２ＧＨｚの間で選択されると、この場合も、マルチキャリアチャネル帯域幅ＢＷは４１〜４７ＧＨｚの間になることに留意する。
【００５６】
図３を参照すると、例えば光トランスポートネットワーク１０１（図１を参照）における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ネットワーク管理システム３００の一実施形態の選択された要素のブロック図が示される。制御プレーンは、ネットワーク知能及び制御のための機能を有して良く、更に詳細に記載するように発見、ルーティング、経路計算、及びシグナリングのためのアプリケーション又は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良い。ネットワーク管理システム３００により実行される制御プレーンアプリケーションは、光ネットワークの中でサービスを自動的に確立するために一緒に動作して良い。発見モジュール３１２は、近隣同士を接続するローカルリンクを発見して良い。ルーティングモジュール３１０は、データベース３０４を移植する（populate）間に、光ネットワークノードへローカルリンク情報をブロードキャストして良い。光ネットワークからのサービスに対する要求が受信されると、経路計算エンジン３０２は、データベース３０４を用いてネットワーク経路を計算するために呼び出されて良い。このネットワーク経路は、次に、要求されたサービスを確立するために、シグナリングモジュール３０６に提供されて良い。
【００５７】
図３に示すように、ネットワーク管理システム３００は、プロセッサ３０８と、記憶媒体３２０とを有する。記憶媒体３２０は、記憶媒体３２０へのアクセスを有するプロセッサ３０８により実行可能な実行可能命令（つまり、実行可能コード）を格納して良い。プロセッサ３０８は、ネットワーク管理システム３００に本願明細書に記載の機能及び動作を実行させる命令を実行して良い。本開示の目的のために、記憶媒体３２０は、少なくともある時間期間の間、データ及び命令を格納する非一時的コンピュータ可読媒体を含み得る。記憶媒体３２０は、永続的及び揮発性媒体、固定及び取り外し可能媒体、磁気及び半導体媒体を含み得る。記憶媒体３２０は、直接アクセス記憶装置（例えば、ハードディスクドライブ又はフロッピーディスク）、順次アクセス記憶装置（例えば、テープディスクドライブ）、ＣＤ（compact  disk）、ＲＡＭ（random  access  memory）、ＲＯＭ（read−only  memory）、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ（digital  versatile  disc）、ＥＥＰＲＯＭ（electrically  erasable  programmable  read−only  memory）、及びフラッシュメモリのような記憶媒体、非一時的媒体、又はこれらの種々の組合せを有して良いが、これらに限定されない。記憶媒体３２０は、命令、データ、又はそれらの両方を格納するよう動作する。図示のような記憶媒体３２０は、実行可能コンピュータプログラム、つまり経路計算エンジン３０２、シグナリングモジュール３０６、発見モジュール３１２、及びルーティングモジュール３１０を表し得る命令のセット又はシーケンスを有する。
【００５８】
図示のように、図３のネットワーク管理システム３００には、ネットワークインタフェース３１４も含まれる。ネットワークインタフェース３１４は、プロセッサ３０８とネットワーク３３０との間のインタフェースとして機能するよう動作する適切なシステム、機器又は装置であって良い。ネットワークインタフェース３１４は、ネットワーク管理システム３００が適切な送信プロトコル又は規格を用いてネットワーク３３０を介して通信することを可能にして良い。幾つかの実施形態では、ネットワークインタフェース３１４は、ネットワーク３３０を介してネットワーク記憶リソースに通信可能に結合されて良い。幾つかの実施形態では、ネットワーク３３０は、光トランスポートネットワーク１０１の少なくとも特定の部分を表す。ネットワーク３３０は、ガルバニック又は電子媒体を用いるネットワークの特定部分を有して良い。特定の実施形態では、ネットワーク３３０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特定部分を有して良い。ネットワーク３３０は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの種々の組合せを用いて実装されて良い。
【００５９】
特定の実施形態では、ネットワーク管理システム３００は、人（ユーザ）と相互作用し、光信号送信経路に関するデータを受信するよう構成されて良い。例えば、ネットワーク管理システム３００は、ユーザからの光信号送信経路に関するデータの受信を実現するために及びユーザに結果を出力するために、１又は複数の入力装置及び出力装置を有し又はそれらに結合されて良い。１又は複数の入力又は出力装置（図示しない）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、等を有して良いが、これらに限定されない。代替又は追加で、ネットワーク管理システム３００は、例えばネットワーク３３０を介して、別のコンピューティング装置又はネットワーク要素のような装置から光信号送信経路に関するデータを受信するよう構成されて良い。
【００６０】
図３に示すように、幾つかの実施形態では、発見モジュール３１２は、光ネットワークにおける光信号送信経路に関するデータを受信するよう構成されて良く、近隣及び近隣同士の間のリンクの発見を担って良い。言い換えると、発見モジュール１７１２は、発見プロトコルに従って発見メッセージを送信して良く、光信号送信経路に関するデータを受信して良い。幾つかの実施形態では、発見モジュール３１２は、特に、ファイバ種類、ファイバ長、コンポーネントの数及び種類、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（つまり、チャネル）の数、チャネル間隔、トラフィック要求、及びネットワークトポロジ、のような特徴を決定して良いが、これらに限定されない。
【００６１】
図３に示すように、ルーティングモジュール３１０は、光トランスポートネットワーク１０１のような光ネットワークの中の種々のノードにリンク接続性情報を伝搬することを担って良い。特定の実施形態では、ルーティングモジュール３１０は、リンク帯域幅可用性を含み得る、トラフィックエンジニアリングをサポートするためのリソース情報をデータベース３０４に移植して良い。したがって、データベース３０４は、ルーティングモジュール３１０により、光ネットワークのネットワークトポロジを決定するのに有用な情報を移植されて良い。
【００６２】
経路計算エンジン３０２は、光信号送信経路の送信特性を決定するために、ルーティングモジュール３１０によりデータベース３０４に提供される情報を用いるよう構成されて良い。光信号送信経路の送信特性は、特に、色分散（chromatic  dispersion：ＣＤ）、非線形（nonlinear：ＮＬ）効果、偏光モード分散（polarization  mode  dispersion：ＰＭＤ）及び偏光依存損失（polarization  dependent  loss：ＰＤＬ）のような偏光効果、並びに自然放出雑音（amplified  spontaneous  emission：ＡＳＥ）のような送信劣化因子が、光信号送信経路内で光信号にどれ位影響を与え得るかについての見識を提供して良い。光信号送信経路の送信特性を決定するために、経路計算エンジン３０２は、送信劣化因子の間の相互作用を検討して良い。種々の実施形態では、経路計算エンジン３０２は、特定の送信劣化因子の値を生成して良い。経路計算エンジン３０２は、光信号送信経路を記述するデータをデータベース３０４に更に格納して良い。
【００６３】
図３で、シグナリングモジュール３０６は、光トランスポートネットワーク１０１のような光ネットワークにおいてエンド−エンドネットワークサービスの設定、変更、及び取り壊しに関連する機能を提供して良い。例えば、光ネットワーク内のイングレスノードがサービス要求を受信すると、ネットワーク管理システム３００は、シグナリングモジュール３０６を用いて、帯域幅、コスト、等のような異なる基準に従って最適化され得る経路計算エンジン３０２からのネットワーク経路を要求して良い。所望のネットワーク経路が識別されると、次に、シグナリングモジュール３０６は、要求されたネットワークサービスを確立するために、ネットワーク経路に沿って個々のノードと通信して良い。異なる実施形態では、シグナリングモジュール３０６は、ネットワーク経路に沿ってノードへ及びノードから後続の通信を伝搬するために、シグナリングプロトコルを用いて良い。
【００６４】
ネットワーク管理システム３００の動作では、光経路がプロビジョニングされた後に、ネットワーク管理システム３００は、ＦＷＭを軽減し及びマルチキャリアチャネルの到達距離を増大するために、不均等サブキャリア間隔を有するマルチキャリアチャネルを構成して良い。例えば、ネットワーク管理システム３００は、本願明細書に開示のように、不均等サブキャリア間隔を可能にする送信機１０２及び受信機１１２と通信して良い。さらに、ネットワーク管理システム３００は、サブキャリアがマルチキャリアサブキャリアであるとき、例えば光経路の初期構成により、不均等サブキャリア間隔を適用することを選択して良い。また、ネットワーク管理システム３００は、例えば受信機１１２からビット誤り率（bit  error  rate：ＢＥＲ）を受信することにより、受信したシングルキャリア又はマルチキャリアチャネルの品質メトリックとして、ＢＥＲを監視して良い。ＢＥＲが所定値を超えるとき、ネットワーク管理システム３００は、例えば光経路に渡る送信を再構成するよう送信機１０２及び受信機１１２に適切なコマンドを送信することにより、不均等サブキャリア間隔を有するマルチキャリアサブキャリアを用いることにより送信到達距離を増大して良い。
【００６５】
図４Ａを参照すると、光ＩＱ送信機４００の一実施形態の選択された要素のブロック図が示される。送信機４００は、図１の送信機１０２の一実施形態であって良い。送信機４００は、概略表現であり、縮尺通りではない。種々の実施形態において、送信機４００は、図示したより少ない又は多くの要素を有し実装されて良い。図４Ａの破線は、電気信号により論理的に表されるデジタルデータを含む電気信号を表し、実線は光信号を表す。
【００６６】
図示のように、送信機４００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）４１０において、送信のための入力信号としてデータ４０２を受信する。ＤＳＰ４１０は、ＤＳＰ４１０により実行可能な命令を格納するメモリを含んで良い（又は該メモリへのアクセスを有して良い）。ＤＳＰ４１０は、光変調のために、デジタル−アナログコンバータ（ＤＡＣ）によりアナログ信号に変換される、データ４０２の実数（Ｉ）部分４１１−１及び虚数（Ｑ）部分４１１−２を生成して良い。図示のように、送信機４００は、光源としてレーザ４１４を用いて振幅変調を実行するＭａｃｈ−Ｚｅｈｎｄｅｒ変調器（ＭＺＭ）４０４を含む。具体的に、実数（Ｉ）部分４１１−１は、ＤＡＣ４０８−１によりデジタルデータからアナログ変調信号に変換され、ＭＺＭ４０４−１に供給される。同時に、虚数（Ｑ）部分４１１−２は、ＤＡＣ４０８−２によりデジタルデータからアナログ変調信号に変換され、ＭＺＭ４０４−２に供給される。ＭＺＭ４０４−２の出力にπ／２位相シフト４０６を適用した後に、光信号は結合されて光信号４０３を生成する。
【００６７】
図４Ｂに、ＤＳＰ４１０−１の一実施形態の更なる詳細が示される。ＤＳＰ４１０−１は、データ４０２を受信して良く、次にデータ４０２に対してシリアル−パラレル変換（Ｓ／Ｐ）４２０を実行して良い。したがって、データ４０２の各サブキャリア部分、１〜Ｎサブキャリアは、以後、並列に処理される。幾つかの実施形態では、ＤＳＰ４１０−１は、本願明細書に記載の機能の少なくとも幾つかを実行するＦＰＧＡ（field−programmable  gate  array）を有して良い。各サブキャリア１〜Ｎについて、ＤＳＰ４１０−１は、次に、周波数シフト（ＦＳ）４２６が適用される前に、シンボルマッピング４２２及びナイキストフィルタリング４２４を実行して良い。ＦＳ４２６は、本願明細書に開示のように、例えば不均等サブキャリアスペクトル間隔を可能にするために、マルチキャリアチャネルの中でサブキャリア間隔を調整することができる。次に、サブキャリアマルチプレクサ４２８で、個々のサブキャリアデータは、実数（Ｉ）部分４１１−１又は虚数（Ｑ）部分４１１−２のいずれかであって良い信号部分４１１に結合される。
【００６８】
図５Ａを参照すると、光ＩＱ受信機５００の一実施形態の選択された要素のブロック図が示される。受信機５００は、図１の受信機１１２の一実施形態であって良い。受信機５００は、概略表現であり、縮尺通りではない。種々の実施形態において、受信機５００は、図示したより少ない又は多くの要素を有し実装されて良い。図５Ａの破線は、電気信号により論理的に表されるデジタルデータを含む電気信号を表し、実線は光信号を表す。
【００６９】
図５Ａに示すように、受信機５００は、入力として、例えば光ネットワーク内で送信された後に光信号４０３を受信して良い。光信号４０３は、ローカルレーザ５１４と一緒に、光ハイブリッド５０４において受信される。光ハイブリッド５０４は、基準信号として使用されるローカルレーザ５１４と共に、光信号４０３を４個の直交状態に混合する９０°光ハイブリッドであって良い。光ハイブリッド５０４のそれぞれの出力は、実数成分として受信機５０６−１に及び虚数成分として受信機５０６−２に、供給されて良い。受信機５０６は、コヒーレント信号復調を実行し及び光パワー監視も実行できる平衡受信機であって良い。ＡＤＣ５０８−１及び５０８−２によりそれぞれデジタル化された後に、ＤＳＰ５１０は、光信号４０３の実数信号部分５１１−１及び虚数信号部分５１１−２を受信する。ＤＳＰ５１０は、データ４０２を再生成するために、各サブキャリアの振幅及び位相情報を抽出するために使用されて良い。データ４０２が生成された後に、ＢＥＲが計算されて良い。
【００７０】
図５Ｂに、ＤＳＰ５１０−１の一実施形態の更なる詳細が示される。ＤＳＰ５１０−１は、データ５１１を受信して良く、次に信号部分５１１に対して周波数オフセット補償５１２を実行して良い。したがって、信号部分５１１の各サブキャリア部分、１〜Ｎサブキャリアは、以後、並列に処理される。幾つかの実施形態では、ＤＳＰ５１０−１は、本願明細書に記載の機能の少なくとも幾つかを実行するＦＰＧＡ（field−programmable  gate  array）を有して良い。各サブキャリア１〜Ｎについて、ＤＳＰ５１０−１は、次に、周波数シフト（ＦＳ）５１６が適用される前に、ナイキストフィルタリング５１４を実行して良い。ＦＯＣ５１２、ナイキストフィルタリング５１４及びＦＳ５１６は、サブキャリアデマルチプレクサ５２８を表して良い。ＦＳ５１６は、本願明細書に開示のように、例えば不均等サブキャリアスペクトル間隔の受信を可能にするために、マルチキャリアチャネルの中のサブキャリア間隔を認識することができる。次に、各サブキャリア１〜Ｎについて、色分散補償（chromatic  dispersion  compensation：ＣＤＣ）５１８、続いて定数モジュラスアルゴリズム（constant  modulus  algorithm：ＣＭＡ）に基づく適応型等化（adaptive  equalization：ＡＥＱ）５２２、続いてＦＯＣ／キャリア位相回復（carrier  phase  recovery：ＣＰＲ）５２４が実行されて良い。次に、パラレル−シリアル変換器５２０で、実数又は虚数部分のうちの一方に対応する信号部分５１３が生成される。ＤＳＰ５１０内で、実数及び虚数信号部分５１３は、次に、データ４０２を生成するために結合されて良い。
【００７１】
図６を参照すると、本願明細書で記載されるような、不均等サブキャリア間隔を初期化する方法６００の一実施形態の選択された要素のフローチャートが示される。方法６００は、上述のように光トランスポートネットワーク１０１の中の種々のコンポーネントと通信し得るネットワーク管理システム３００により光トランスポートネットワーク１０１を用いて実行されて良い。留意すべきことに、方法６００で記載される特定の動作は、異なる実施形態では任意であって良く或いは再配置されて良い。
【００７２】
方法６００は、光経路情報を受信することにより、ステップ６０２で開始して良い。ステップ６０４で、チャネル種類及び変調フォーマットが決定されて良い。ステップ６０６で、送信機ＤＳＰは、均等又は不均等サブキャリア間隔で送信するよう指示されて良い。ステップ６０８で、受信機ＤＳＰは、送信機に従い、均等又は不均等サブキャリア間隔を受信するよう指示されて良い。ステップ６１０で、光信号が受信され、ＢＥＲが計算される。方法６００はマルチキャリア型のサブキャリアにより実行され得ることに留意する。
【００７３】
図７を参照すると、本願明細書で記載されるような、不均等サブキャリア間隔を再構成する方法７００の一実施形態の選択された要素のフローチャートが示される。方法７００は、上述のように光トランスポートネットワーク１０１の中の種々のコンポーネントと通信し得るネットワーク管理システム３００により光トランスポートネットワーク１０１を用いて実行されて良い。留意すべきことに、方法７００で記載される特定の動作は、異なる実施形態では任意であって良く或いは再配置されて良い。
【００７４】
方法７００は、方法６００のステップ６１０の後に開始して良い。ステップ７０２で、ＢＥＲが指定閾より高いか否かの決定が行われる。ステップ７０２の結果がＮＯであるとき、ＢＥＲは指定閾より高くなく、方法７００はステップ６１０にループバックして良い。ステップ７０２の結果がＹＥＳであるとき、ＢＥＲは指定閾より高く、方法７００は、ステップ７０４で、マルチキャリアチャネル型且つ不均等サブキャリア間隔で変調するよう送信機ＤＳＰに指示して良い。ステップ７０６で、受信機ＤＳＰは、送信機に従い、不均等サブキャリア間隔を有するマルチキャリアチャネルを復調するよう指示される。
【００７５】
本願明細書に開示のように、不均等スペクトル間隔を用いるマルチキャリアチャネルの到達距離拡張のための方法及びシステムは、サブキャリアを２つのサブキャリアグループにグループ化することによりＦＷＭを低減でき、２次的な不均等間隔をグループ間に適用する。この方法では、非線形相互作用が低減され、マルチキャリアチャネルの送信到達距離が拡張され得る。
【００７６】
本願明細書の主題は１又は複数の例示的な実施形態に関連して記載されたが、これは、いずれの請求項も前述の特定の形式に限定されるものではない。反対に、本開示を対象とするいずれの請求項も、このような代替、変更、及び等価物を、本開示の精神及び範囲の中に含まれるものとして包含するものとする。
【００７７】
以上の実施形態に加え、更に以下の付記を開示する。
（付記１）  光送信機であって、
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
前記ＤＳＰにアクセス可能な記憶媒体と、
を有し、前記記憶媒体は、
複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルとして光送信のデータを受信し、
前記データを前記複数のサブキャリアにマッピングし、
前記サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間に不均等スペクトル間隔を適用するためのコマンドを受信することに応答して、前記不均等スペクトル間隔を前記サブキャリアに適用し、
前記サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間の不均等スペクトル間隔を有する前記マルチキャリアチャネルとして前記データを伝達するようレーザを変調するために使用可能な少なくとも１つの出力信号を生成する、
ために前記ＤＳＰにより実行可能な命令を格納する、光送信機。
（付記２）  前記不均等スペクトル間隔を適用するための前記命令は、
前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対の間に第２スペクトル間隔を適用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、
ための命令を更に有する、付記１に記載の光送信機。
（付記３）  前記コマンドは、ネットワーク管理システムから受信される、付記１に記載の光送信機。
（付記４）  前記コマンドは、光受信機で受信されるマルチキャリアチャネルの所定閾を超えるビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき受信される、付記１に記載の光送信機。
（付記５）  光送信のための前記データを受信する前記命令は、
前記マルチキャリアチャネルの変調フォーマットを受信し、前記コマンドは前記変調フォーマットに基づく、
ための命令を更に有する、付記１に記載の光送信機。
（付記６）  光受信機であって、
デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）と、
前記ＤＳＰにアクセス可能な記憶媒体と、
を有し、前記記憶媒体は、
複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルとして光学的に送信された復調データを受信し、
前記サブキャリアのうちの少なくとも幾つかの間の不均等スペクトル間隔を示すコマンドを受信することに応答して、前記不均等スペクトル間隔に基づき前記サブキャリアをスペクトル的に解決し、
データを生成するために使用可能な少なくとも１つの出力信号を生成する、
ために前記ＤＳＰにより実行可能な命令を格納する、光受信機。
（付記７）  前記サブキャリアをスペクトル的に解決するための前記命令は、
前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対をスペクトル的に解決するために第２スペクトル間隔を使用し、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、
ための命令を更に有する、付記６に記載の光受信機。
（付記８）  前記コマンドは、ネットワーク管理システムから受信される、付記６に記載の光受信機。
（付記９）  前記コマンドは、マルチキャリアチャネルの所定閾を超えるビット誤り率（ＢＥＲ）に基づき受信され、前記ＢＥＲは前記光受信機において決定される、付記６に記載の光受信機。
（付記１０）  前記復調データは、前記光受信機に含まれる光ハイブリッド受信機から受信される、付記６に記載の光受信機。
（付記１１）  ネットワーク管理システムであって、
プロセッサと、
前記プロセッサにアクセス可能な記憶媒体と、
を有し、前記記憶媒体は、
光ネットワークの中の光経路の光経路情報を受信し、
前記光経路に渡る送信のために複数のサブキャリアを有するマルチキャリアチャネルを指定するチャネル情報を受信し、
前記マルチキャリアチャネルの中で前記サブキャリアの少なくとも幾つかについて不均等スペクトル間隔を使用して送信するために、前記マルチキャリアチャネルを送信する光送信機へ第１コマンドを送信し、
前記不均等スペクトル間隔に従い受信するために、前記マルチキャリアチャネルを受信する光受信機へ第２コマンドを送信し、
前記マルチキャリアチャネルについて前記光受信機からビット誤り率（ＢＥＲ）を受信する、
ために前記プロセッサにより実行可能な命令を格納する、ネットワーク管理システム。
（付記１２）  前記チャネル情報は、
前記マルチキャリアチャネルの中のサブキャリア数と、
前記サブキャリアの変調フォーマットと、
を有する、付記１１に記載のネットワーク管理システム。
（付記１３）  前記第１コマンド及び前記第２コマンドは、指定値を超える前記ＢＥＲに基づき送信される、付記１１に記載のネットワーク管理システム。
（付記１４）  前記不均等スペクトル間隔の使用は、
前記サブキャリアの帯域幅に対応する第１スペクトル間隔で互いに密にパックされるサブキャリア対の間での第２スペクトル間隔の使用であって、前記第２スペクトル間隔は前記第１スペクトル間隔より大きい、
ことを有する、付記１１に記載のネットワーク管理システム。
（付記１５）  前記第１スペクトル間隔はΔｆｓｃにより与えられ、前記第２スペクトル間隔はΔｆ２により与えられ、ΔｆｓｃとΔｆ２との間の関係は、Δｆｓｃ／２≦（Δｆ２−Δｆｓｃ）＜Δｆｓｃにより与えられる、付記１４に記載のネットワーク管理システム。
（付記１６）  スペクトル的に連続するマルチキャリアチャネルの間の保護帯（ＧＢ）は、Δｆｓｃ＊Ｍ＜ＧＢ≦Δｆ２＊Ｌにより与えられ、Ｍ及びＬは１より大きい整数である、付記１１に記載のネットワーク管理システム。
【符号の説明】
【００７８】
３００  ネットワーク管理システム
３０２  経路計算モジュール
３０４  データベース
３０６  シグナリングモジュール
３０８  プロセッサ
３１０  ルーティングモジュール
３１２  発見モジュール
３１４  ネットワークインタフェース
３２０  記憶媒体
３３０  ネットワーク
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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