JP2021141575A - 確率的整形及びシンボルレート最適化による光ネットワーク内の誤り訂正 - Google Patents

Abstract

【課題】確率的整形及びシンボルレート最適化のための光トランスミッタ及び伝送方法を提供する。【解決手段】トランスミッタ部分６００は、シリアル／パラレル変換器６０３によって生成された並列なストリームの夫々について１つである複数の分布マッチャ６０４と、複数のＦＥＣ符号器６０６と、複数のシンボルマッパ６０７と、複数のナイキストフィルタリング要素６０８と、複数の周波数偏移要素６０９と、を含む。各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分６００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサ６０５によって結合される。【選択図】図６Ａ

Description

本開示は、概して、光通信ネットワークに、より具体的には、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実施する光ネットワーク内の誤り訂正に関係がある。

電気通信システム、ケーブルテレビシステム、及びデータ通信ネットワークは、遠隔地点間で大量の情報を高速に運ぶために光ネットワークを使用する。光ネットワークにおいて、情報は、光信号の形で光ファイバを通って運ばれる。光ネットワークはまた、ネットワーク内で様々な動作を行うために、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、結合器、などの様々なネットワークノードを含むことがある。

光スーパーチャネルは、チャネルごとに４００Ｇｂ／ｓ及び１Ｔｂ／ｓでの光信号の伝送のための新興のソリューションであり、将来的には、よりずっと高いデータレートを期待できる。典型的なスーパーチャネルは、単一の波長チャネルを形成するように周波数多重化されるサブキャリアの組を含む。スーパーチャネルは、次いで、ネットワークエンドポイント間を単一チャネルとして光ネットワークを通って伝送され得る。スーパーチャネル内のサブキャリアは、データ容量の増大を達成することをスーパーチャネルに可能にしながら高いスペクトル効率を達成するよう密に詰められている。しかし、光信号の届く範囲は、スーパーチャネルを使用する場合でさえ、伝送中に受ける光信号対雑音非（ＯＳＮＲ）レベルによって依然として制限される可能性がある。いくつかのシステムでは、高度な変調フォーマットを用いて変調された高容量光信号などの特定の光信号の伝送到達範囲を延ばすために、コンスタレーション整形又はシンボルレート最適化が光信号に適用される。

１つの態様で、確率的整形（probabilistic shaping）及びシンボルレート最適化（symbol rate optimization）のための光トランスミッタは、１つ以上のマッチャ（matcher）要素を含む。各マッチャ要素は、そのマッチャ要素によって受信されたバイナリデータにおいて表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、シンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当て、そのマッチャ要素によって受信されたバイナリデータに対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力するよう構成される。光トランスミッタは、各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを各々の整形されたビットシーケンスに付加し、各々の整形されたビットシーケンス及び集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む第１の複合整形ビットシーケンスを出力するよう構成される単一の系統的誤り訂正符号器を更に含む。光トランスミッタは、第１の複合整形ビットシーケンスの受信された部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成するよう夫々構成される複数のマッピング要素と、第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給するよう構成される第１のシリアル／パラレル変換器と、複数のマッピング要素によって生成された各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合するよう構成されるマルチプレクサとを更に含む。

開示されている実施形態のいずれかで、１つ以上のマッチャ要素は２つ以上のマッチャ要素を含んでよく、光トランスミッタは、２つ以上のマッチャ要素によって出力された各々の整形されたビットシーケンスを結合して第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成し、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを入力として単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成される第１のパラレル／シリアル変換器を更に含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、光トランスミッタは、光トランスミッタによって受信されたバイナリデータの各々の部分を並列なバイナリデータストリームにおいて２つ以上のマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器と、複数のタップ要素とを更に含んでよい。各タップ要素は、並列なバイナリデータストリームの夫々から１つ以上のビットをタップし、１つ以上のタップされたビットを第１のパラレル／シリアル変換器へ供給するよう構成されてよい。第１のパラレル／シリアル変換器は、複数のタップ要素の夫々から受信された１つ以上のタップされたビットを、２つ以上のマッチャ要素によって出力された各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的に付加されるべきプライマリビットとして単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう更に構成されてよい。いくつかの実施形態で、光トランスミッタは、結合要素を更に含んでよい。タップ要素の夫々は、１つ以上のタップされたビットを供給するよう更に構成されてよく、結合要素は、第１の複合整形ビットシーケンスを第１のシリアル／パラレル変換器へ入力として供給する前に、タップ要素によって供給されたタップされたビットを第１の複合整形ビットシーケンスに一体化させるよう構成されてよい。

開示されている実施形態のいずれかで、光トランスミッタは、光トランスミッタによって受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を並列なバイナリデータストリームにおいて２つ以上のマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器と、シリアルバイナリデータを並列なバイナリデータストリームへ変換する前に、光トランスミッタによって受信されたシリアルバイナリデータから１つ以上のビットをタップし、１つ以上のタップされたビットを、２つ以上のマッチャ要素によって出力された各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的に付加されるべきプライマリビットとして単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成されるタップ要素とを更に含んでよい。いくつかの実施形態で、光トランスミッタは、結合要素を更に含んでよい。タップ要素は、１つ以上のタップされたビットを結合要素へ供給するよう更に構成されてよく、結合要素は、第１の複合整形ビットシーケンスを第１のシリアル／パラレル変換器へ入力として供給する前に、タップ要素によって供給されたタップされたビットを第１の複合整形ビットシーケンスに一体化させるよう構成されてよい。

開示されている実施形態のいずれかで、１つ以上のマッチャ要素は、単一のマッチャ要素を含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、単一の系統的誤り訂正符号器は、単一のマッチャ要素へ通信上結合されてよく、単一のマッチャ要素によって受信されたバイナリデータに対応する整形されたビットシーケンスを単一のマッチャ要素から受信するよう構成されてよく、そして、第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給するために、第１のシリアル／パラレル変換器は、シンボルワイズのインターリービングを第１の複合整形ビットシーケンスに適用するよう構成される。

開示されている実施形態のいずれかで、光トランスミッタは、単一のマッチャ要素から第１の複合整形ビットシーケンスを受信し、ビットワイズのインターリービングを第１の複合整形ビットシーケンスに適用して、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成し、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを入力として前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成されるビットワイズインターリービング要素を更に含んでよい。

いくつかの実施形態で、光伝送路上で光トランスミッタからの伝送を受信する光レシーバは、第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信し、集合的に付加されたパリティビットを、第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータから取り出し、集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第３の複合整形ビットシーケンスを出力するよう構成される単一の誤り訂正復号器を含んでよい。いくつかの実施形態で、光レシーバは、２つ以上のデマッチャ要素（de-matcher elements）と、単一の誤り訂正復号器によって出力された第３の複合整形ビットシーケンスを受信し、第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を２つ以上のデマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器とを含んでよい。各デマッチャ要素は、第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を受信し、第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分から光トランスミッタによって送信された情報を表すバイナリデータを回復するよう構成されてよい。いくつかの実施形態で、光レシーバは、第２の複合整形ビットシーケンスを受信し、第２の複合整形ビットシーケンスから光トランスミッタによって送信された情報を表すバイナリデータを回復するよう構成される単一のデマッチャ要素を含んでよい。

他の態様で、確率的整形及びシンボルレート最適化による光ネットワーク内の誤り訂正のための方法は、光信号として送信されるべきバイナリデータを受信することと、１つ以上のマッチャ要素の夫々によって、そのマッチャ要素へ供給された受信されたバイナリデータの部分において表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、シンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当てることと、１つ以上のマッチャ要素の夫々によって、そのマッチャ要素へ供給された受信されたバイナリデータの部分に対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力することと、各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを各々の整形されたビットシーケンスに付加して、各々の整形されたビットシーケンス及び集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む第１の複合整形ビットシーケンスを生成することと、第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給し、各マッピング要素が、そのマッピング要素へ供給された第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成することと、複数のマッピング要素によって生成された各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合することとを含む。

開示されている実施形態のいずれかで、１つ以上のマッチャ要素は、２つ以上のマッチャ要素を含んでよく、方法は、２つ以上のマッチャ要素によって出力された各々の整形されたビットシーケンスを結合して第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成することを更に含んでよい。各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、パリティビットを第２の複合整形ビットシーケンスに付加することを含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、方法は、光伝送路を介して、第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信することと、第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータから、集合的に付加されたパリティビットを取り出すことと、集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第３の複合整形ビットシーケンスを出力することと、第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を２つ以上のデマッチャ要素の夫々へ供給することと、２つ以上のデマッチャ要素の夫々によって、第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分から、光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することとを更に含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、方法は、２つ以上のマッチャ要素の夫々へ、並列なバイナリデータストリームにおいて、伝送のために受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を供給することと、並列なバイナリデータストリームの夫々から１つ以上のビットをタップすることとを更に含んでよい。各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、第２の複合整形ビットシーケンスに対して、複数のタップ要素の夫々から受信された１つ以上のタップされたビットを追加パリティビットとして付加することを更に含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、方法は、２つ以上のマッチャ要素の夫々へ、並列なバイナリデータストリームにおいて、伝送のために受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を供給することと、シリアルバイナリデータを並列なバイナリデータストリームに変換する前に、受信されたシリアルバイナリデータから１つ以上のビットをタップすることとを更に含んでよい。各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、第２の複合整形ビットシーケンスに対して、受信されたシリアルバイナリデータからの１つ以上のタップされたビットを追加パリティビットとして付加することを更に含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、１つ以上のマッチャ要素は、単一のマッチャ要素を含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、方法は、光伝送路を介して、第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信することと、第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータから、集合的に付加されたパリティビットを取り出すことと、集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第２の複合整形ビットシーケンスを出力することと、第２の複合整形ビットシーケンスを単一のデマッチャ要素へ供給することと、単一のデマッチャ要素によって、第２の複合整形ビットシーケンスから、光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することとを更に含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給することは、シンボルワイズのインターリービングを第１の複合整形ビットシーケンスに適用することを含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、方法は、単一のマッチャ要素から第１の複合整形ビットシーケンスを受信することと、ビットワイズのインターリービングを第１の複合整形ビットシーケンスに適用して、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成することとを更に含んでよい。各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、パリティビットを第２の複合整形ビットシーケンスに付加することを含んでよい。

開示されている実施形態のいずれかで、マッピング要素の数は、シンボルレート最適化のために選択されるサブキャリアチャネルの数に等しくてよく、光伝送路のための伝送媒体の特性及び伝送の目標到達範囲に依存してよい。

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に、これより、添付の図面と結びつけられた以下の記載が参照される。

光伝送ネットワークの実施形態の選択された要素のブロック図である。 一様に整形された１６−ＱＡＭコンスタレーションにおけるコンスタレーションポイントについて確率分布図の実施形態の選択された要素を表す。 確率的に整形された１６−ＱＡＭコンスタレーションにおけるコンスタレーションポイントについての確率分布図の実施形態の選択された要素を表す。 光ネットワークにおいて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の実施形態の選択された要素のブロック図である。 光ネットワーク要素において１つ以上のＷＤＭチャネルにシンボルレベルの確率的整形を適用するよう構成された光伝送システムの実施例の選択された要素を表す概略図である。 非線形ペナルティと、伝送ファイバ特性と、最適シンボルレートとの間の関係を表す。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成された光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図６Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的振幅整形のためのシンボル確率分布の例を表す。 フローチャート形式で表されている、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装する光ネットワークにおける誤り訂正のための方法の実施形態の選択された要素のブロック図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、複数の分布マッチャを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図９Ａに表されている光伝送システムの例のトランスミッタ部分の要素の一部を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図９Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、複数の分布マッチャ及び複数のバイナリデータストリームに対するタップ要素を含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図１０Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、複数の分布マッチャ及び単一の入力バイナリデータストリームに対する１つ以上のタップ要素を含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図１１Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、単一の分布マッチャを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、単一の分布マッチャ及び誤り訂正レートコントロールを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、単一の分布マッチャ及び誤り訂正レートコントロールを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図１３Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用する構成され、単一の分布マッチャ及びビットワイズインターリーバを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分の選択された要素を表す概略図である。 いくつかの実施形態に従って、図１４Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分の選択された要素を表す概略図である。 フローチャート形式で表されている、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装しかつ複数の分布マッチャを含む光ネットワークにおける誤り訂正のための方法の実施形態の選択された要素のブロック図である。 フローチャート形式で表されている、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装しかつ単一の分布マッチャを含む光ネットワークにおける誤り訂正のための方法の実施形態の選択された要素のブロック図である。

以下の記載では、開示されている対象の議論を助けるよう、一例として、詳細が示されている。なお、当業者には当然に、開示されている実施形態は、例示であって、全ての可能な実施形態を含むものではない。

これより図面を参照すると、図１は、光伝送ネットワーク（Optical Transport Network，ＯＴＮ）１０１の実施例を表す、光伝送ネットワーク１０１は、光通信システムを表してよい。光伝送ネットワーク１０１は、光伝送ネットワーク１０１のコンポーネントによって通信される１つ以上の光信号を運ぶよう１つ以上の光ファイバ１０６を含む。ファイバ１０６によって連結されている、光伝送ネットワーク１０１のネットワーク要素には、１つ以上のトランスミッタ（Ｔｘ）１０２、１つ以上のマルチプレクサ（ＭＵＸ）１０４、１つ以上の光増幅器１０８、１つ以上の光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）１１０、１つ以上のデマルチプレクサ（ＤＥＭＵＸ）１０５、及び１つ以上のレシーバ（Ｒｘ）１１２が含まれてよい。

光伝送ネットワーク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、若しくはあらゆる他の適切な光ネットワーク、又は光ネットワークの組み合わせであってよい。光伝送ネットワーク１０１は、短距離の都市ネットワーク、長距離の都市間ネットワーク、若しくはあらゆる他の適切なネットワーク、又はネットワークの組み合わせにおいて使用されてよい。光伝送ネットワーク１０１の容量には、例えば、１００Ｇｂｉｔ／ｓ、４００Ｇｂｉｔ／ｓ、又は１Ｔｂｉｔ／ｓが含まれてよい。光ファイバ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が可能なガラスの細いストランドを有する。光ファイバ１０６は、光伝送のために多種多様なファイバから選択された適切なタイプのファイバを有してよい。光ファイバ１０６は、とりわけ、標準のＳＭＦ（Single-Mode Fiber）、Ｅ−ＬＥＡＦ（Enhanced Large Effective Area Fiber）、又はＴＷ−ＲＳ（TrueWave Reduced Slope）などの如何なる適切なタイプのファイバも含んでよい。

光伝送ネットワーク１０１は、光ファイバ１０６にわたって光信号を送信するデバイスを含んでよい。情報は、波長上に情報を符号化するよう光の１つ以上の波長の変調によって光伝送ネットワーク１０１を通じて送信及び受信されてよい。光ネットワーキングでは、光の波長は、光信号に含まれている“チャネル”とも呼ばれることがある。各チャネルは、光伝送ネットワーク１０１を通じて一定量の情報を運んでよい。

光伝送ネットワーク１０１の情報容量及び伝送能力を増大させるために、複数のチャネルで送信される複数の信号は、単一の広帯域幅光信号に結合されてよい。複数のチャネルで情報を通信するプロセスは、波長分割多重化（Wavelength Division Multiplexing，ＷＤＭ）と光学では呼ばれている。疎波長分割多重化（Coarse Wavelength Division Multiplexing，ＣＷＤＭ）は、通常は、１６波長に満たない少数のチャネルを有して、２０ｎｍよりも広い間隔で広く間隔をあけられた波長の、ファイバへの多重化を指す。密波長分割多重化（Dense Wavelength Division Multiplexing，ＤＷＤＭ）は、通常は、４０波長よりも多い多数のチャネルを有して、０．８ｎｍに満たない狭い間隔で密に間隔をあけられた波長の、ファイバへの多重化を指す。ＷＤＭ又は他の多波長多重化伝送技術は、光ファイバごとの総帯域幅（aggregate bandwidth）を増大させるために光ネットワークにおいて採用される。ＷＤＭによらないと、光ネットワークにおける帯域幅は、たった１つの波長のビットレートに制限されることがある。より広い帯域幅によれば、光ネットワークは、より多くの量の情報を伝送することができる。光伝送ネットワーク１０１は、ＷＤＭ又は何らかの他の適切なチャネル多重化技術を用いて異なるチャネルを伝送し、そして、マルチチャネル信号を増幅してよい。

近年、ＤＷＤＭの進歩は、所望の容量のコンポジット光信号を生成するようにいくつかの光搬送波を結合することを可能にした。マルチキャリア光信号の１つのそのような例はスーパーチャネル（superchannel）であり、これは、１００Ｇｂ／ｓ、４００Ｇｂ／ｓ、１Ｔｂ／ｓ、又はそれ以上の伝送レートを実現し得る高いスペクトル効率（Spectral Efficiency，ＳＥ）の例である。よって、スーパーチャネルでは、サブキャリアは密に詰められ、従来のＤＷＤＭよりも消費する光スペクトルが少ない。スーパーチャネルの他の顕著な特徴は、スーパーチャネル内のサブキャリアが同じ始点から同じ目的地へ進み、伝送最中にＯＡＤＭを用いて付加又は削除されないことである。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術には、１００Ｇｂ／ｓ以上のデータレートでの長距離伝送のために偏波多重４値位相偏移変調（dual-polarization quadrature phase-shift keying，ＤＰ−ＱＰＳＫ）を用いて変調されたスーパーチャネルの使用が含まれてよい。特定の実施形態では、ナイキスト波長分割多重化（Nyquist Wavelength Division Multiplexing，Ｎ−ＷＤＭ）がスーパーチャネルにおいて使用されてよい。Ｎ−ＷＤＭでは、略矩形スペクトルを有する光パルスが、ボーレート（baud rate）に近づく帯域幅で周波数領域において一緒に詰められる。

光伝送ネットワーク１０１は、特定の波長又はチャネルで光伝送ネットワーク１０１を通じて光信号を送信する１つ以上の光トランスミッタ（Ｔｘ）１０２を含んでよい。トランスミッタ１０２は、電気信号を光信号に変換し、光信号を送信するシステム、装置、又はデバイスを有してよい。例えば、トランスミッタ１０２は夫々、電気信号を受信し、電気信号に含まれている情報を、特定の波長でレーザによって生成された光のビーム上に変調し、信号を運ぶビームを光伝送ネットワーク１０１にわたって送信するようレーザ及び変調器を有してよい。いくつかの実施形態、光トランスミッタ１０２は、光変調中にデータが送信されるためのボーレートを決定するために使用されてよい。異なるボーレートを適用するトランスミッタ１０２の例は、適応レートトランスポンダである。異なる変調フォーマットを適用するトランスミッタ１０２の例は、普遍的にプログラム可能なトランシーバである。更には、前方誤り訂正（Forward Error Correction，ＦＥＣ）モジュールが光トランスミッタ１０２に含まれてもよく、あるいは、光トランスミッタ１０２とともに使用されてよい。ＦＥＣモジュールは、誤り訂正コードを含めるよう、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よい。トランスミッタ１０２にあるＦＥＣモジュールはまた、送信されるべきデータを光変調のために光トランスミッタ１０２へ送るためのボーレートを決定してもよい。

マルチプレクサ１０４は、トランスミッタ１０２へ結合されてよく、トランスミッタ１０２によって、例えば、各々の個別的波長で、送信された信号をＷＤＭ信号に結合するシステム、装置、又はシステムであってよい。

光増幅器１０８は、光伝送ネットワーク１０１内のマルチチャネル信号を増幅してよい。光増幅器１０８は、ファイバ１０６の特定の長さの前及び後に位置付けられてよく、これは、「インライン増幅」と呼ばれている。光増幅器１０８は、光信号を増幅するシステム、装置、又はデバイスを有してよい。例えば、光増幅器１０８は、光信号を増幅する光中継器を有してよい。この増幅は、光−電気又は電気−光変換とともに実行されてよい。いくつかの実施形態で、光増幅器１０８は、添加ファイバ増幅要素を形成するよう希土類元素を添加された光ファイバを有してよい。信号がファイバを通るとき、光ファイバの添加部分の原子を励起するよう、外部エネルギがポンプ信号の形で印加されてよい。これは、光信号の強さを増幅する。一例として、光増幅器１０８は、エルビウム添加ファイバ増幅器（Erbium-Doped Fiber Amplifier，ＥＤＦＡ）を有してよい。なお、半導体光増幅器（Semiconductor Optical Amplifier，ＳＯＡ）などの如何なる他の適切な増幅器も使用されてよい。

ＯＡＤＭ１１０は、ファイバ１０６を介して光伝送ネットワーク１０１へ結合されてよい。ＯＡＤＭ１１０は、アド／ドロップモジュールを有する。アド／ドロップモジュールは、ファイバ１０６からの光信号を（すなわち、個別的波長で）アド及びドロップするシステム、装置、又はデバイスを含んでよい。ＯＡＤＭ１１０を通った後、光信号は、目的地へ直接にファイバ１０６に沿って進んでよく、あるいは、信号は、目的地に着く前に、１つ以上の更なるＯＡＤＭ１１０及び光増幅器１０８を通されてもよい。このようにして、ＯＡＤＭ１１０は、異なるリング及び異なる線形スパンなどの異なる光伝送ネットワークトポロジの接続を一緒に可能にする。

光伝送ネットワーク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ド又はドロップすることができる再構成可能（Reconfigurable）ＯＡＤＭ（ＲＯＡＤＭ）に相当してよい。個々の又は複数の波長は、例えば、ＲＯＡＤＭに含まれ得る波長選択スイッチ（Wavelength Selective Switch，ＷＳＳ）（図１に図示せず）を用いて、光領域でアド又はドロップされてよい。

多くの既存の光ネットワークは、固定グリッド間隔としても知られているＩＴＵ（International Telecommunications Union）標準波長グリッドに従って５０ギガヘルツ（ＧＨｚ）のチャネル間隔により毎秒１０ギガビット（Ｇｂｐｓ）又は４０Ｇｂｐｓの信号レートで動作する。これは、光アド／ドロップマルチプレクサ（ＯＡＤＭ）の従来の実施と及びデマルチプレクサ１０５の従来の実施と互換性がある。しかし、データレートが１００Ｇｂｐｓ以上に増大すると、そのようなより高いデータレート信号のより広いスペクトル要件は、しばしば、チャネル間隔を広げることを必要とする。異なるレートの信号をサポートしている従来の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、通常、最大レート信号を収容することができる最も粗いチャネル間隔（１００ＧＨｚ、２００ＧＨｚ、など）で動作しなければならない。これは、より低いレート信号及びより低い全体的なスペクトル利用のためのチャネルスペクトルのオーバープロビジョニングをもたらす可能性がある。

よって、特定の実施形態では、光伝送ネットワーク１０１は、チャネルごとに特定の周波数スロットを指定することを可能にするフレキシブルグリッド光ネットワーキングと互換性があるコンポーネントを採用してよい。例えば、ＷＤＭ伝送の各波長チャネルは、少なくとも１つの周波数スロットを用いて割り当てられてよい。従って、１つの周波数スロットは、シンボルレートが低い波長チャネルに割り当てられてよく、一方、複数の周波数スロットは、シンボルレートが高い波長チャネルに割り当てられてよい。よって、光伝送ネットワーク１０１において、ＲＯＡＤＭ１１０は、光領域でア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ド又はドロップする能力を有してよい。特定の実施形態では、ＲＯＡＤＭ１１０は、波長選択スイッチ（ＷＳＳ）を含むか、又はそれへ結合されてよい。

図１に示されるように、光伝送ネットワーク１０１はまた、ネットワーク１０１の１つ以上の目的地に１つ以上のデマルチプレクサ１０５を含んでもよい。デマルチプレクサ１０５は、単一のコンポジットＷＤＭ信号を各々の波長で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動作するシステム、装置、又はデバイスを有してよい。例えば、光伝送ネットワーク１０１は、４０チャネルＤＷＤＭ信号を送信し運んでよい。デマルチプレクサ１０５は、信号を、すなわち、４０チャネルＤＷＤＭ信号を、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よい。異なる数のチャネル又はサブキャリアが様々な実施形態で光伝送ネットワーク１０１において送信され逆多重化されてよい、ことが理解されるだろう。

図１で、光伝送ネットワーク１０１はまた、デマルチプレクサ１０５へ結合されているレシーバ１１２を含んでもよい。各レシーバ１１２は、特定の波長又はチャネルで送信された光信号を受信してよく、光信号が含む情報（データ）を取得（復調）するよう光信号を処理してよい。従って、ネットワーク１０１は、ネットワークのチャネルごとに少なくとも１つのレシーバ１１２を含んでよい。図示されるように、レシーバ１１２は、トランスミッタ１０２によって使用されているボーレートに従って光信号を復調してよい。いくつかの実施形態で、レシーバ１１２は、受信されたデータのインテグリティをチェックするために誤り訂正符号を使用するよう前方誤り訂正（ＦＥＣ）モードを含んでよく、又はそれが後に続いてよい。ＦＥＣモジュールはまた、誤り訂正符号に基づいてデータ内の特定の誤りを訂正してよい。レシーバ１１２でのＦＥＣモジュールは、上述されたように、トランスミッタ１０２でチャネルごとに定義された特定のボーレートでデータを復調してもよい。

図１の光伝送ネットワーク１０１などの光ネットワークは、光ファイバ上で光信号において情報を運ぶよう変調技術を用いてよい。そのような変調スキームには、数ある変調技術の例の中でもとりわけ、位相偏移変調（Phase-Shift Keying，ＰＳＫ）、周波数偏移変調（Frequency-Shift Keying，ＦＳＫ）、振幅偏移変調（Amplitude-Shift Keying，ＡＳＫ）、及び直交振幅変調（Quadrature Amplitude Modulation，ＱＡＭ）が含まれてよい。ＰＳＫでは、光信号によって運ばれる情報は、搬送波（carrier wave）、又は単にキャリア（carrier）として知られている基準信号の位相を変調することによって伝えられてよい。情報は、２レベル又は２値位相偏移変調（Binary Phase-Shift Keying，ＢＰＳＫ）、４レベル又は４値位相偏移変調（quadrature phase-shift keying，ＱＰＳＫ）、マルチレベル位相偏移変調（Multi-level Phase-Shift Keying，Ｍ−ＰＳＫ）及び差動位相偏移変調（Differential Phase-Shift Keying，ＤＰＳＫ）を用いて信号自体の位相を変調することによって伝えられてよい。ＱＡＭでは、光信号によって運ばれる情報は、搬送波の振幅及び位相の両方を変調することによって伝えられてよい。ＰＳＫは、搬送波の振幅が一定に保たれているＱＡＭの一部と見なされてよい。

ＰＳＫ及びＱＡＭ信号は、コンスタレーションダイアグラム上で実軸及び虚軸を有する複素平面を用いて表現されてよい。情報を運ぶシンボルを表すコンスタレーションダイアグラム上の点は、ダイアグラムの原点の周りに一様な角度間隔で位置付けられてよい。ＰＳＫ及びＱＡＭを用いて変調されるべきシンボルの数は、増やされてもよく、よって、運ばれ得る情報を増大させる。信号の数は、２の倍数で与えられてよい。追加のシンボルが加えられると、それらは、原点の周りに一様に配置されてよい。ＰＳＫ信号は、コンスタレーションダイアグラム上で円形にそのような配置を含んでよく、つまり、ＰＳＫ信号は、全てのシンボルについて一定の電力を有している。ＱＡＭ信号は、ＰＳＫ信号のそれと同じ角度配置を有するが、異なる振幅配置を含んでもよい。ＱＡＭ信号は、複数の円の周りに配置されたそれらのシンボルを有してよく、つまり、ＱＡＭ信号は、異なるシンボルごとに異なる電力を含む。この配置は、シンボルが可能な限り距離をあけて離される場合に、ノイズのリスクを低減し得る。よって、シンボルの数「ｍ」が使用され、「ｍ−ＰＳＫ」又は「Ｍ−ＱＡＭ」と表され得る。

シンボルの数が異なるＰＳＫ及びＱＡＭの例には、コンスタレーションダイアグラム上で０°及び１８０°（又はラジアンでは、０及びπ）にある２つの位相を用いる２値ＰＳＫ（ＢＰＳＫ又は２−ＰＳＫ）、又は０°、９０°、１８０°、及び２７０°（又はラジアンでは、０、π／２、π、及び３π／２）にある４つの位相を用いる４値ＰＳＫ（ＱＰＳＫ、４−ＰＳＫ、又は４−ＱＡＭ）が含まれ得る。そのような信号における位相はオフセットされてよい。２−ＰＳＫ及び４−ＰＳＫ信号の夫々は、コンスタレーションダイアグラム上で配置されてよい。特定のｍ−ＰＳＫ信号はまた、偏波多重ＱＰＳＫ（ＤＰ−ＱＰＳＫ）などの技術を用いて偏波されてよく、このとき、分離しているｍ−ＰＳＫは、信号を直交偏波することによって多重化される。また、Ｍ−ＱＡＭ信号は、偏波多重１６−ＱＡＭ（ＤＰ−１６−ＱＡＭ）などの技術を用いて偏波されてよく、このとき、分離しているＭ−ＱＡＭ信号は、信号を直交偏波することによって多重化される。

偏波多重技術は、偏波分割多重化（Polarization Division Multiplexing，ＰＤＭ）とも呼ばれることがあり、情報伝送のためにより高いビットレートを達成することを可能にする。ＰＤＭ伝送は、チャネルに関連付けられている光信号の様々な偏光成分上に情報を同時に変調し、それによって、公称上、偏光成分の数の倍数で伝送レートを増大させることを有する。光信号の偏光は、光信号の発振の方向を指し得る。「偏光」（又は偏波）（polarization）との語は、一般に、空間内のある点にある電界ベクトルの先端によってなぞられる経路を指してよく、この経路は、光信号の伝搬方向に直角である。

特定の実施形態では、光伝送ネットワーク１０１は、スーパーチャネルを伝送してよい。スーパーチャネルにおいて、複数のサブキャリア（又はサブチャネル若しくはチャネル）は、固定帯域幅バンドで密に詰められており、４００Ｇｂ／ｓ、１Ｔｂ／ｓ、又はそれ以上といった非常に高いデータレートで伝送されてよい。更に、スーパーチャネルは、例えば、数百キロメートルといった非常に長い距離にわたる伝送に適し得る。典型的なスーパーチャネルは、１つのエンティティとして光伝送ネットワーク１０１を通じて伝送される単一のチャネルを形成するように周波数多重化されているサブキャリアの組を有してよい。スーパーチャネル内のサブキャリアは、高いスペクトル効率を達成するよう密に詰められてよい。

図１の光伝送ネットワーク１０１などの光ネットワークにおいて、管理プレーン、制御プレーン、及び伝送プレーン（時々物理レイヤと呼ばれる）に言及することは通常である。中央管理ホスト（図３も参照）は、管理プレーンに存在してよく、制御プレーンのコンポーネントを構成及び監督してよい。管理プレーンは、全ての伝送プレーン及び制御プレーンエンティティ（例えば、ネットワークエンティティ）に対する最終的な制御を含む。一例として、管理プレーンは、１つ以上の処理リソースを含む中央演算処理装置（例えば、中央管理ホスト）、データ記憶コンポーネント、などから成ってよい。管理プレーンは、制御プレーンの要素と電気通信してよく、また、伝送プレーンの１つ以上のネットワーク要素とも電気通信してよい。管理プレーンは、システム全体のための管理機能を実行し、ネットワーク要素と、制御プレーンと、伝送プレーンとの間の協調をもたらしてよい。例として、管理プレーンは、１つ以上のネットワーク要素の視点からそれらの要素を扱う要素管理システム（Element Management System，ＥＭＳ）、ネットワークの始点から多くのデバイスを扱うネットワーク管理システム（Network Management System，ＮＭＳ）、又はネットワーク規模の動作を扱う運用支援システム（Operational Support System，ＯＳＳ）を含んでよい。

本開示の範囲から外れることなしに、光伝送ネットワーク１０１に対して変更、追加、又は削除が行われてもよい。例えば、光伝送ネットワーク１０１は、図１に表されているものよりも多い又は少ない要素を含んでよい。また、上述されたように、ポイント・ツー・ポイントネットワークとして表されているとしても、光伝送ネットワーク１０１は、リング、メッシュ、又は階層ネットワークトポロジなどの、光信号を伝送するための如何なる適切ネットワークトロポジであってもよい。

動作中に、光伝送ネットワーク１０１は、データのための特定の伝送容量を表す。伝送容量に対する要求が増大し続けると、光伝送ネットワーク１０１上で、より多くの伝送容量に適応するよう、様々な方法が採用されてよい。例えば、１６−ＱＡＭ又は６４−ＱＡＭなどの高度な変調フォーマットが、波長チャネルごとの伝送容量を増やすために使用されてよい。高度な変調フォーマットは、トランスミッタ１０２及びレシーバ１１２を用いて適用されてよい。しかし、より高次の変調フォーマットの使用は、光信号の伝送到達範囲（単に「到達範囲」（reach）とも呼ばれる）の低減をもたらす可能性がある。例えば、リーチは、レシーバ１１２で観測され得るビット誤り率（Bit Error Rate，ＢＥＲ）、従ってＯＳＮＲの許容値によって決定されてよい。

伝送容量を増大させる他の方策は、複数のサブキャリア（又はサブチャネル若しくはチャネル）が固定帯域幅バンドで密に詰められており、４００Ｇｂ／ｓ、１Ｔｂ／ｓ、又はそれ以上といった非常に高いデータレートで伝送され得るスーパーチャネルの使用である。上述されたように、光スーパーチャネルは、チャネルごとに４００Ｇｂ／ｓ及び１Ｔｂ／ｓのデータレートでの信号の伝送のための前途有望なソリューションに相当し得る。しかし、上述されたように、スーパーチャネルは、通常、固定グリッドネットワークコンポーネントで使用される。これは普遍的に利用可能でないことがある。また、スーパーチャネルのアドミニストレーションは、ネットワーク管理の追加のレイヤに関連付けられてよく、これは、特定のネットワークで好ましくないことがある。スーパーチャネルの使用は、通常、伝送容量の増大を可能にする一方で、スーパーチャネルは、通常、光伝送ネットワーク１０１を使用する光信号の伝送到達範囲を延伸しない。

光伝送ネットワーク１０１の動作中に、高度な変調フォーマットを用いて変調された高容量光信号などの特定の光信号の伝送到達範囲を延伸するために、コンスタレーション整形が光信号に適用されてよい。コンスタレーション整形において、データビットは、改善されたノイズトレランス又は増大したＯＳＮＲを示し得る改善されたコンスタレーションにマッピング及び符号化される。改善されたノイズトレランスの結果として、コンスタレーション整形が適用されている光信号の到達範囲は延伸されることになり、これは、光伝送ネットワーク１０１を使用する光通信にとって望ましい。典型的な変調フォーマット（例えば、ＱＰＳＫ又はＭ−ＱＡＭ）で、シンボルは、コンスタレーションダイアグラムにおいて一様分布コンスタレーションポイントとして示される、複素平面内の一様分布を示す。コンスタレーション整形が変調フォーマットに適用される場合に、複素平面におけるシンボルの分布は、ノイズトレランスの改善されたマッピングをもたらすよう変更される。いくつかの事例で、シンボルの分布は、コンスタレーションダイアグラムにおける非一様なコンスタレーションポイントとして示されるガウス又はガウス様分布であってよい（図２も参照）。

上述されたように、トランスミッタ１０２は、異なる変調フォーマットを適用する普遍的にプログラム可能なトランシーバであってよく、一方、レシーバ１１２は、復調のために対応する機能を含んでよい。よって、トランスミッタ１０２は、コンスタレーション整形の使用に対応してよく、チャネル単位でコンスタレーション整形を適用するよう選択的にプログラムされてよく、一方、レシーバ１１２は、相応して、特定の種類のコンスタレーション整形が適用されているチャネルを復調してよい。様々な実施形態で、トランスミッタ１０２及びレシーバ１１２は、光伝送ネットワーク１０１においてコンスタレーション整形の実装を可能にするために、例えば、デジタル信号処理（ＤＳＰ）モジュール内などで、各々のマッピング／デマッピング機能を含んでよい。

一例で、コンスタレーション整形は、式（１）で記載されるように、重ね合わせマッピングを含んでよい。

式（１）中で、
ｙは、変調されたシンボルから成る光信号であり、
ｙ_Ｉ及びｙ_Ｑは、同相（実数）及び直交（虚数）成分であり、
Ｎは、シンボルごとのビットの数であり、
ｂ_ｎは、符号化されたバイナリビットであり、
ｈ_ｎは、ｈ_ｎ＝α_ｎｅ^ｊθｎによって与えられる重み付けされたシンボルマッピングスキームであり、ここで、α_ｎは、振幅力率であり、θ_ｎは、位相力率である。

この例で、ｈ_ｎは、特定の振幅及び位相を各シンボルに割り当てる。振幅力率α_ｎ及び位相力率θ_ｎを調整することによって、異なる重ね合わせマッピングスキームが実装可能である。例えば、位相偏移変調（ＰＳＭ）を使用する重ね合わせ符号化マッピングにおいて、振幅力率α_ｎは一定に保たれ、位相力率θ_ｎは複素平面において一様に分布している。更には、ビットインターリービング符号化変調を使用する重ね合わせ符号化マッピングなどの異なる符号化スキームが、重ね合わせマッピングより前に適用されてもよい。重ね合わせマッピングが非双射（non-bijective）（多対一）マッピングで使用される場合に、レシーバでの復号化及びデマッピングは繰り返し動作を伴ってよい、ことが知られる。

他のコンスタレーション整形技術は、確率的整形とともに繰り返しポーラ変調（Iterative Polar Modulation，ＩＰＭ）及び低密度パリティ検査（Low-density Parity Check）符号化変調を含む。Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形（ＰＳ）は、より細かい粒度でスペクトル効率を制御し、シャノン容量（Shannon capacity）制限により近い改善された性能を達成する方法として研究されてきた。一例で、ＰＳ−Ｍ−ＱＡＭは、一定組成分布マッチング（Constant Composition Distribution Matching，ＣＣＤＭ）を用いて実装されてよい。Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行することは、ネットワークリソースの利用を改善し得る。いくつかの場合に、整形されたプロファイルは、マクスウェル−ボルツマン分布に従う。既存の方法を用いて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形の最小エントロピは２ビット／シンボルであり、これはＱＰＳＫに対応する。ここで、情報の指標としてのエントロピは、チャネルノイズが考慮されない場合に、各メッセージ又はシンボルに含まれている情報のビットの数として定義される。

光伝送ネットワーク１０１において、コンスタレーション整形は、所与の光経路についてチャネル単位でネットワーク動作におけるプロシージャとしてアクティブ／非アクティブにされてよい。このようにして、利用可能なスペクトルは、具体的な経路情報（距離。共伝搬チャネルの数／タイプ、ファイバタイプ、及び分散マップ）に基づいて、様々なトラフィック需要を満足するよう帯域幅及びコンスタレーション整形に関して柔軟に割り当てられてよく、これは経済的に好ましい可能性がある。更に、光伝送ネットワーク１０１において汎用のプログラム可能トランシーバを使用したコンスタレーション整形は、既に利用可能であって設置されている同じ電子及び光学コンポーネントとともに到達範囲の改善をもたらすことができ、これは、コンスタレーション整形を実装するための迅速なアップグレードを可能にし得る。

上述されたように、エントロピは、各メッセージ又はシンボルに含まれている情報のビットの数として定義されてよい。エントロピは、次の式を用いて計算されてよい：

式（２）中で、Ｘは、Ｍ個のシンボル｛ｘ_１，ｘ_２，・・・，ｘ_Ｍ｝をとり得る離散したランダム変数であり、Ｐ（Ｘ）は、割り当てられている各シンボルの確率を表す確率質量関数である。一様分布の場合に、式２は、次のようになる。

図２Ａは、１６−ＱＡＭについての複素平面におけるコンスタレーションダイアグラムに対応する一様確率分布図２００の実施形態の選択された要素を表す。この例で、一様分布を有する１６−ＱＡＭの場合に、１／１６の確率を夫々有している１６個の異なるシンボルが存在する。各列の高さは、コンスタレーションダイアグラム２００において対応する位置にあるシンボルの確率値を表す。この例で、割り当てられている各シンボルの確率は、１／１６、すなわち、０．０６２５である。後述されるように、確率Ｐ＝１／１６を上記の式（２）に当てはめること、Ｍ＝１６を上記の式（３）に当てはめること、又はＭ＝１６を上記の式（４）に当てはめることは、シンボルごとに４つのビットのエントロピをもたらす。

これより図２Ｂを参照すると、確率的に整形された１６−ＱＡＭコンスタレーションにおけるコンスタレーションポイントについての確率分布図２０１の実施形態の選択された要素が示されている。確率分布図２０１において、確率的に整形された１６−ＱＡＭコンスタレーションは、本明細書で開示されているコンスタレーション整形の一例として、コンスタレーションポイントの非一様確率分布を有して示されている。各列の高さは、１６−ＱＡＭについてのコンスタレーションダイアグラムにおいて対応する位置にあるシンボルの確率値を表す。

図２Ｂに表されているように、確率的整形は円対称であり、確率はシンボルのエネルギに依存する。例えば、コンスタレーションの中心から同じ第１距離にある全てのシンボルは、同じ確率を有している。表されている例では、確率的整形は、４つの最も内側のシンボルの相対確率（一様分布と比較される場合）を上げ、他のシンボルの確率を下げるよう、１６−ＱＡＭコンスタレーションに適用されている。整形の結果として、コンスタレーションの中心から同じ第２距離にある８つのシンボルは、互いに同じエネルギ及び対応する確率を有している。それらのエネルギ及び確率は両方とも、４つの最も内側のシンボルのそれらよりも小さい。コンスタレーションの中心から同じ第３距離にある４つの最も外側のシンボル（確率分布図２０１では角のシンボルとして図２Ｂ中に示されている。）は、体外に同じエネルギ及び対応する確率を有しており、その確率は、コンスタレーション内のシンボルのそれらの中で最小である。

１６−ＱＡＭに対する確率的整形の極端な場合に、最も内側の４つのシンボルは夫々、０．２５の確率を有することになり、他の全てのシンボルは、ゼロの確率を有することになる。この極端な場合は、２ビット／シンボルの可能な限りの最低エントロピを表し、これはＱＰＳＫ変調フォーマットに対応する。この場合に、上記の、エントロピを計算する式で示されるように、ビット／シンボルの数は、一様１６−ＱＡＭのそれよりも小さい。なお、図２Ｂに表されている例では、どのシンボルもゼロの確率を有していない点に留意されたい。従って、２ビット／シンボルの可能な限り最低の最低エントロピは、この例では達成されない。確率を制御することによって、光信号において符号化された情報を伝送する実際のデータレートも制御され得る点に留意されたい。

本明細書で更に詳細に記載されるように、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装する光伝送ネットワーク１０１などの光伝送ネットワークでの誤り訂正のための方法及びシステムが開示される。そのようなネットワークにおいて、単一の系統的誤り訂正符号器は、異なるサブキャリアチャネルに関連付けられている各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。

これより図３を参照すると、例えば、光伝送ネットワーク１０１（図１を参照）のような光ネットワークにおいて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の実施形態の選択された要素のブロック図が表されている。制御プレーンは、ネットワークインテリジェンス及び制御のための機能を含んでよく、更なる詳細に記載されるように、ディスカバリ、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ための能力を支援するアプリケーションを有してよい。ネットワーク管理システム３００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サービスを自動的に確立するよう一緒に作動してよい。ディスカバリモジュール３１２は、ネイバー（neighbors）へ接続しているローカルリンクを発見してよい。ルーティングモジュール３１０は、ローカルリンク情報を、データベース３０４にポピュレートしながら、光ネットワークノードへブロードキャストしてよい。光ネットワークからのサービスの要求が受け取られる場合に、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、呼び出されてよい。このネットワーク経路は、次いで、要求されているサービスを確立するためにシグナリングモジュール３０６へ供給されてよい。

図３に示されるように、ネットワーク管理システム３００は、プロセッサ３０８及びメモリ媒体３２０を含む。メモリ媒体３２０は、実行可能命令（すなわち、実行可能コード）を記憶してよい。実行可能命令は、メモリ媒体３２０へのアクセスを有しているプロセッサ３０８によって実行可能であってよい。プロセッサ３０８は、ネットワーク管理システム３００に本明細書で記載されている機能及び動作を実行させる命令を実行してよい。本開示の目的のために、メモリ媒体３２０は、少なくとも一定期間データ及び命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体を含んでよい。メモリ媒体３２０は、永続性及び揮発性媒体、固定及び着脱式媒体、並びに磁気及び半導体媒体を有してよい。メモリ媒体３２０は、制限なしに、直接アクセス記憶デバイス（例えば、ハードディスク又はフロッピー（登録商標）ディスク）、逐次アクセス記憶デバイス（例えば、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）、リードオンリーメモリ（ＲＯＭ）、ＣＤ−ＲＯＭ、デジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）、電気的消去可能なプログラム可能リードオンリーメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、及びフラッシュメモリなどの記憶媒体、非一時的な媒体、又は上記の様々な組み合わせを含んでよい。メモリ媒体３２０は、命令、データ、又はその両方を記憶するよう動作可能である。示されているメモリ媒体３２０は、実行可能なコンピュータプログラム、すなわち、経路計算エンジン３０２、シグナリングモジュール３０６、ディスカバリモジュール３１２、及びルーティングモジュール３１０に相当し得る命令の組み又はシーケンスを含む。

ネットワークインターフェース３１４も、図３においてネットワーク管理システム３００とともに含まれるよう示されている。ネットワークインターフェース３１４は、プロセッサ３０８とネットワーク３３０との間のインターフェースとして機能するよう動作可能な適切なシステム、装置、又はデバイスであってよい。ネットワークインターフェース３１４は、ネットワーク管理システム３００が、適切な伝送プロトコル又は標準規格を用いてネットワーク３３０で通信することを可能にしてよい。いくつかの実施形態で、ネットワークインターフェース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へ通信上結合されてよい。いくつかの実施形態で、ネットワーク３３０は、光伝送ネットワーク１０１の少なくとも特定の部分を表す。特定の実施形態では、ネットワーク３３０は、インターネットなどの公衆ネットワークの少なくとも特定の部分を含んでよい。ネットワーク３３０は、ハードウェア、ソフトウェア、又はそれらの様々な組み合わせを用いて実装されてよい。

特定の実施形態では、制御プレーンは、人（すなわち、ユーザ）と対話し、信号伝送路に関するデータを受け取るよう構成されてよい。例えば、制御プレーンはまた、信号伝送路に関するデータをユーザから受け取ること及び結果をユーザへ出力することを助ける１つ以上の入力デバイス又は出力デバイスを含んでよく、かつ／あるいは、それらへ結合されてよい。１つ以上の入力及び出力デバイス（図３に図示せず）は、制限なしに、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、などを含んでよい。代替的に、又は追加的に、制御プレーンは、信号伝送路に関するデータを他のコンピュータデバイス又はネットワーク要素などのデバイス（図３に図示せず）から、例えば、ネットワーク３３０を介して、受け取るよう構成されてよい。

図３に示されるように、いくつかの実施形態で、ディスカバリモジュール３１２は、光ネットワークにおける光信号伝送路に関するデータを受け取るよう構成されてよく、ネイバー及びネイバー間のリンクの発見に関与してよい。すなわち、ディスカバリモジュール３１２は、ディスカバリプロトコルに従ってディスカバリメッセージを送信してよく、かつ、光信号伝送路に関するデータを受信してよい。いくつかの実施形態で、ディスカバリモジュール３１２は、とりわけ、制限なしに、ファイバタイプ、ファイバ長さ、コンポーネントの数及びタイプ、データレート、データの変調フォーマット、光信号の入力電力、波長（すなわち、チャネル）を運ぶ信号の数、チャネル間隔、トラフィック需要、及びネットワークトポロジなどの特性を決定してよい。

図３に示されるように、ルーティングモジュール３１０は、光伝送ネットワーク１０１などの光ネットワーク内の様々なノードへリンクコネクティビティ情報を伝搬することに関与してよい。特定の実施形態では、ルーティングモジュール３１０は、トラフィックエンジニアリングを支援するようリソース情報をデータベース３０４にポピュレートしてよい。トラフィックエンジニアリングには、リンク帯域幅利用可能性が含まれ得る。従って、データベース３０４は、光ネットワークのネットワークトポロジを決定するために使用可能な情報をルーティングモジュール３１０によってポピュレートされてよい。

経路計算エンジン３０２は、光信号伝送路の伝送特性を決定するために、ルーティングモジュール３１０によってデータベース３０４へ供給された情報を使用するよう構成されてよい。光信号伝送路の伝送特性は、とりわけ、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）などの偏光効果、並びに自然放射増幅光（amplified spontaneous emission，ＡＳＥ）などの伝送劣化要因が光信号伝送路内で光信号にどのように作用する可能性があるかに関する見識を提供し得る。光信号伝送路の伝送特性を決定するために、経路計算エンジン３０２は、伝送劣化要因間の相互作用を考慮してよい。様々な実施形態で、経路計算エンジン３０２は、特定の伝送劣化要因についての値を生成してよい。経路計算エンジン３０２は更に、光信号伝送路を記述するデータをデータベース３０４に格納してよい。

図３で、シグナリングモジュール３０６は、光伝送ネットワーク１０１においてエンド・ツー・エンドネットワークサービスをセットアップ、変更、及び分解することに関連付けられた機能を提供してよい。例えば、光ネットワークの入口ノードがサービス要求を受け取る場合に、制御プレーンは、帯域幅、コスト、などの種々の基準に従って最適化され得るネットワーク経路を経路計算エンジン３０２に要求するために、シグナリングモジュール３０６を用いてよい。所望のネットワーク経路が識別される場合に、シグナリングモジュール３０６は、次いで、要求されているネットワークサービスを確立するために、ネットワーク経路沿いの各々のノードと通信してよい。種々の実施形態で、シグナリングモジュール３０６は、ネットワーク経路沿いのノードとの間のその後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もよい。

ネットワーク管理システム３００の動作中に、経路計算エンジン３０２、又は他のエンティティ若しくはモジュールは、距離、伝送されるべき光チャネルの数及びタイプ、ファイバタイプ、並びに分散マップなどの、所与の光経路に関連付けられている経路情報を供給してよい。例えば、シグナリングモジュール３０６、又は他のエンティティ若しくはモジュールは、経路情報を受け取ってよく、変調フォーマットのタイプと、光経路にわたって伝送される光チャネルのいずれかについてコンスタレーション整形及び／又はサブキャリア多重化を使用すべきか否かとを決定してよい。コンスタレーション整形をアクティブ又は非アクティブにするために、シグナリングモジュール３０６は、光チャネルの夫々のための各トランスミッタへ第１コマンドを夫々送ってよい。次いで、シグナリングモジュール３０６は、コンスタレーション整形をアクティブ又は非アクティブにするよう、各トランスミッタに対応する各レシーバへ第２コマンドを送ってよい。汎用のプログラム可能なトランスポンダ機能を有しているトランスミッタ及びレシーバは、シグナリングモジュール３０６からコマンドを受け取ってよく、それから、コンスタレーション整形を使用する光チャネルの伝送をアクティブ又は非アクティブにしてよい。同様に、サブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化をアクティブ又は非アクティブにするために、シグナリングモジュール３０６は、光チャネルの夫々のための各トランスミッタへ第１コマンドを夫々送ってよい。次いで、シグナリングモジュール３０６は、サブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化をアクティブ又は非アクティブにするよう、各トランスミッタに対応する各レシーバへ第２コマンドを送ってよい。汎用のプログラム可能なトランスポンタ機能を有しているトランスミッタ及びレシーバは、シグナリングモジュール３０６からコマンドを受け取ってよく、それから、サブキャリア多重化を使用する光チャネルの伝送をアクティブ又は非アクティブにしてよい。少なくともいくつかの実施形態で、本明細書で記載されている光伝送ネットワークは、同じ光チャネルについてコンスタレーション整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化の両方を実装するよう構成されてよい。

図４は、光ネットワークにおいて１つ以上のＷＤＭチャネルにシンボルレベルの確率的整形を適用するよう構成された光伝送システム４００の例の選択された要素を表す概略図である。表されている例で、伝送システム４００は、トランスミッタ側では、伝送のために光伝送システム４００へ供給されるバイナリデータと、前方誤り訂正（ＦＥＣ）符号器４０６と、シンボルマッパ４０８と、光変調器４１０とを含み、適切な伝送媒体を有する光チャネル４１２を含み、レシーバ側では、コヒーレントレシーバ及びＤＳＰ要素４１４と、シンボルデマッパ４１６と、ＦＥＣ復号器４１８とを含む従来のトランスミッタ／レシーバのそれらに類似した要素を含む。いくつかの実施形態で、ＦＥＣ符号器４０６は、系統的（systematic）誤り訂正符号器であってよい。

確率的整形を適用するために、伝送システム４００はまた、トランスミッタ側にある分布マッチャ４０４と、レシーバ側にある分布デマッチャ４２０とを含む。マッチャは、中心のコンスタレーションポイントが端のコンスタレーションより高い発生確率を有していることを確かにしてよい。例えば、分布マッチャ４０４は、コンスタレーションポイントの分布を整形するようにトランスミッタ側で特定のコンスタレーションポイントの発生の確率を制御するよう構成されてよく、分布デマッチャ４２０は、確率的整形プロセスを逆行させるよう構成されてよい。

光伝送システム４００で、分布マッチャ４０４は、バイナリデータ４０２を受け取り、例えば、目標確率分布に基づいて、特定の確率プロファイルを達成するよう変更されているデータを生成する。分布マッチャ４０４に続いて、ＦＥＣ符号器４０６及びシンボルマッパ４０８は、光チャネル４１２上での伝送のために光変調器４１０へ出力を供給する前に、バイナリデータ４０２（このとき、分布マッチャ４０４によって整形された確率を有している。）の前方誤り訂正符号化及びマップ部分を各々のシンボルに加えてよい。表されている例では、コヒーレントレシーバ及びＤＳＰ４１４は、デマッパ４１４を用いて、光変調器４１０へ供給されて光チャネル４１２上で伝送されたバイナリデータ４０２の変更及びマッピングされた部分を取り出してよい。その後に、このバイナリデータは、回復データ４２２として示されている、最初に受信されたバイナリデータを回復するよう、ＦＥＣ復号器４１８及び分布デマッチャ４２０によって処理されてよい。

光伝送システム４００で、コヒーレントレシーバ及びＤＳＰ要素４１４は、Ｉ／Ｑインバランス補償要素、色分差補償要素、適応等化器、偏光デマルチプレクサ、周波数オフセット補償要素、キャリア位相回復要素、及び／又はサイクルスリップ補償要素のうちのいずれか又は全てを含んでよい。

一例で、確率的コンスタレーション整形は、６４−ＱＡＭを用いて光信号を伝送するよう構成されたトランスポンダにおいて適用されてよい。確率的整形を適用することによって、スペクトル効率は、非常に細かい調整により６４−ＱＡＭからＱＰＳＫまで（例えば、偏光ごとの６ビット／シンボルから偏光ごとの２ビット／シンボルまで）変化することができる。いくつかの実施形態で、スペクトル効率は、１ビット／シンボル未満のインクリメントで変更されてよい。例えば、スペクトル効率はちょうど６又は５ビット／シンボルの値で設定可能であるのではなく、スペクトル効率は、一例として、５．１、５．５、又は５．９ビット／シンボルの値で設定可能であってよい。いくつかの実施形態で、分布マッチャ４０４及び分布デマッチャ４２０を用いて、１つのトランスポンダは、２ビット／シンボルから６ビット／シンボルの間のスペクトル効率の全範囲をカバーすることができる。

確率的整形は、整形によるＳＮＲ性能利得の可能性及びスペクトル効率を微調整する能力により普及しつつある一方で、このアプローチは、一様ＱＡＭと比較して大きい非線形伝送ペナルティを被ることが分かっている。サブキャリア多重化を用いてファイバ伝送システムにおいて非線形性ペナルティを最小限にする最適シンボルレートが存在し、この最適シンボルレートは、使用されている伝送ファイバの特性及び伝送距離に依存することが発見されている。少なくともいくつかの実施形態で、伝送性能を改善するために、サブキャリア変調が確率的整形とともに利用されてよい。一例で、６４Ｇボー（GBaud）のボーレートを有している確率的に整形された信号は、４つのサブキャリアにわたって分割されてよい。この例で、各サブキャリアのボーレートは約１６Ｇボーであってよい。

マルチキャリアチャネルのサブキャリア間の非線形インタラクションは、とりわけ、相互位相変調（Cross Phase Modulation，ＸＰＭ）、自己位相変調（Self-Phase Modulation，ＳＰＭ）、及び４波混合（four-wave mixing）などの現象を含んでよい。相互位相変調は、１つのサブキャリアからの位相情報、振幅変調、又はその両方がマルチキャリアチャネル内の隣接サブキャリアに変調される場合に起こり得る。自己位相変調は、屈折率の変化（又は強さに対する屈折率の依存性）が各サブキャリア内で位相偏移を引き起こす場合に起こり得る。４波混合（ＦＷＭ）では、３つの波長が、サブキャリアの波長と一致し得る第４の波長を生成するよう相互作用してよく、影響を及ぼされたサブキャリアでピーク電力の望ましくない変化又は他のタイプの信号歪みを引き起こし得る。更に、非線形クロストークは、サブキャリア間成分を有してよい。非線形インタラクションはファイバ伝送中に起こり、サブキャリア周波数帯域のオーバーラップの程度に依存しなくてもよいので、ナイキストパルス整形は、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際に効果がない可能性がある。いくつかの実施形態で、単一の高シンボルレートチャネルを複数の低シンボルレートサブキャリアに分割することによって、ＳＰＭ及び／又はＸＰＮの影響は相当に低減され得る。しかし、ＦＷＭは、サブキャリアの数が増えるにつれて増大し得る。よって、サブキャリアの最適な数、及び対応する最適なシンボルレートは、ファイバ非線形性による全ペナルティが最小限にされるように存在してよく、これは、伝送到達範囲の延伸を可能にし得る。

図５は、特定のファイバタイプについて非線形性ペナルティと、伝送ファイバ特性と、最適シンボルレートとの間の関係を表す。より具体的には、図５は、標準のシングルモードファイバ（Single-Mode Fiber，ＳＭＦ）について、チャネルの数Ｎ_ｃｈに対する非線形干渉Ｇ_ＮＬＩをプロットするグラフ５００の例を表す。より具体的には、ｘ軸は、所与の信号帯域におけるチャネルの数を示し、一方、ｙ軸は、チャネルの数が増える場合の様々な非線形性測定の係数を示す。

図５に示されているグラフ５００の例で、まっすぐな線５０２（ＧＮ）は、ガウスノイズモデルを表す。ＧＮモデルは、サブキャリアチャネルの数にかかわらず同じ非線形干渉が簡単のために前提とされており、シンボルレート最適化を実行することにおいて、単独では、特に有用であるよう十分に正確に非線形性に対するサブキャリア多重化の影響を予測することができない。グラフ５００で、曲線５０４（ＳＰＭ）は、自己位相変調効果を表し、曲線５０６（ＸＰＭ）は、相互位相変調効果を表し、曲線５０８（ＦＷＭ）は、４波混合効果を表し、それらの全てが非線形干渉に寄与する。この例で、曲線５１０（ＥＧＮ）は、いくつかの実施形態で、特定のサブキャリアチャネルでの非線形干渉を推定するために使用され得る増強されたガウスノイズ（enhanced Gaussian noise）を表す。より具体的には、ＥＧＮモデルは、ＳＰＭ、ＸＰＭ、及びＦＷＭモデルの集合であり、サブキャリアチャネルの数が増える場合の全体の非線形干渉ペナルティを表す。この集合モデルは、ＧＮモデルのみよりも正確であると見られており、シンボルレート最適化を実行する際の使用のためにより適したものとする。ＥＧＮモデルを用いて、非線形干渉は、所与の帯域幅において特定の数のサブキャリアチャネルで最小限にされ得る。これは、６４Ｇボーなどの所与のボーレートについての最適シンボルレートに対応し得る。例えば、総非線形干渉がＥＮＧモデルを用いて計算及びプロットされてよく、この後に、最小限の非線形干渉ペナルティは、ＥＮＧ曲線５１０がｙ軸に関してその最低点まで落ちている点として識別されてよい。ＥＮＧ曲線５１０がその最低点まで落ちている点は、ｘ軸に示されるように、サブキャリアの最適な数に対応し得る。

予備的研究は、サブキャリアの数が増えるにつれて、ファイバ入力電力も増大し、よって、非線形伝送性能を改善し得る、ことを示している。更には、エントロピが低減され、より強い整形が導入される場合に、サブキャリアの最適な数を利用するときに達成される利得は増大する、ことが示されている。研究はまた、中心サブキャリアでの性能が、隣接チャネルからの相互位相変調効果の増大により、より外側のサブキャリアでよりも悪化する可能性がある、ことを示している。

シンボルレート最適化を伴った確率的整形は、ＳＮＲ性能利得の増大及び最小限の非線形伝送ペナルティをもたらすことが示されている。すなわち、シンボルレート最適化（Symbol Rate Optimization，ＳＲＯ）の導入は、確率的に整形された信号の伝送性能を改善することができる。各サブキャリアが異なる整形係数、異なる正味データレート、及び／又は異なる誤り訂正率と関連付けられている確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装するためのアプローチは、実施するには法外に複雑である可能性がある。少なくともいくつかの実施形態で、本明細書で記載されている光伝送システムは、各サブキャリアに対してＦＥＣ符号化を実行せず、代わりに、系統的誤り訂正符号器を利用して、サブキャリアチャネルの性能を平均するよう全てのサブキャリアからのビットストリームにわたって誤り訂正を適用する誤り訂正技術を用いて、確率的整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化の両方を実装してよい。以下で更に詳細に記載されるように、このようなシステムは、受信されたバイナリデータにおいて表されているシンボルへ、目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当て、各々の整形されたビットシーケンスを出力するよう夫々構成された１つ以上のマッチャ要素と、整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加し、整形されたビットシーケンス及び付加されたパリティビットを表すデータを含む複合整形ビットシーケンスを出力するよう構成された単一の系統的誤り訂正符号器とを備えている光トランスミッタを含んでよい。

図６Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化を適用するよう構成された光伝送システムの例のトランスミッタ部分６００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分６００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分６００の要素の少なくともいくつかは、図４に表されている上記の光伝送システム４００のトランスミッタ部分の要素と同様である。トランスミッタ部分６００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分６００は、図６Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分６００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分６００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分６００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ６０２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ６０２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

単一のシリアル／パラレル変換器６０３は、入来するバイナリデータ６０２をｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ６０２において表されている情報は、トランスミッタ部分６００からレシーバ部分へ運ばれる。表されている実施形態で、トランスミッタ部分６００は、シリアル／パラレル変換器６０３によって生成された並列なストリームの夫々について１つである複数の分布マッチャ６０４と、並列なストリームの夫々について１つである複数のＦＥＣ符号器６０６と、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルマッパ６０７と、並列なストリームの夫々について１つである複数のナイキストフィルタリング要素６０８と、並列なストリームの夫々について１つである複数の周波数偏移要素６０９とを含む。図６Ａに表されているように、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分６００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。表されている実施形態で、様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサ６０５によって結合される。例えば、サブキャリアマルチプレクサ６０５は、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

この例で、全てのサブキャリアは、全てのサブキャリアチャネルのために実装されている共通のＱＡＭ変調フォーマットに基づいて、同じ整形係数及びＦＥＣレートを有する（よって、同じ正味のデータレートを運ぶ）、と考えられてよい。図６Ａに表されている実施形態では、サブキャリアごとに１つの分布マッチャ６０４がある。本明細書で記載されている光伝送システムの少なくともいくつかの実施形態で、系統的ＦＥＣは、分布マッチャによって生成された入来ビットパターンを変更するためではなく、確率的振幅整形（Probabilistic Amplitude Shaping，ＰＡＳ）に従って、パリティビットを付加するために使用されてよい。対照的に、ＦＥＣ符号化がサブキャリアチャネル単位で実装される場合には、必要とされるＯＳＮＲは、非線形伝送ペナルティがサブキャリアチャネルの数に依存するということで、最悪のサブキャリアチャネル性能に基づいて決定されてよい。

図６Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図６Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分６２０の選択された要素を表す概略図である。表されている実施形態で、光伝送システムのレシーバ部分６２０の要素の少なくともいくつかは、図４に表されている上記の光伝送システム４００のレシーバ部分の要素と同様である。レシーバ部分６２０の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、レシーバ部分６２０は、図６Ｂに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分６２０は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分６２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、レシーバ部分６２０は、光伝送システムのコヒーレントレシーバにおける送信された光信号のデジタル化された信号をアナログ／デジタル変換器から受信する。少なくともいくつかの実施形態で、図６Ｂに表されているレシーバ部分６２０は、光伝送システムの２つのレシーバ部分の一方を表してよい。２つのレシーバ部分は、光伝送システムのトランスミッタ部分から受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を夫々表すバイナリデータを受信するよう構成される。

表されている実施形態で、レシーバ部分６２０は、入来する光信号をｎ個のストリームに分割する単一のサブキャリアデマルチプレクサ６２９を含む。各ストリームは、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。いくつかの実施形態で、サブキャリアデマルチプレクサ６２９は、適応等化器、キャリア位相回復要素、又は光レシーバの他の機能要素（図６Ｂに図示せず）を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、情報は、トランスミッタ部分６００から受信される。

表されている実施形態で、レシーバ部分６２０は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルデマッパ６２７と、ストリームごとに１つである複数のＦＥＣ復号器６２６と、ストリームごとに１つである複数の分布デマッチャ６２４とを含む。単一のパラレル／シリアル変換器６２３は、送信された情報をデータ６２２として回復するよう並列な処理経路の出力を結合する。例えば、パラレル／シリアル変換器６２３は、受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方を表すデータを回復するようにレシーバ部分６２０の並列な処理経路の出力を結合するよう構成されてよい。

上述されたように、図６Ａ及び図６Ｂに表されている光伝送システムが全てのサブキャリアチャネルに同じ整形係数及び同じＦＥＣレートを使用する場合には、サブキャリアの伝送性能が異なる恐れがあり、システムの全体の伝送性能は、最も性能が悪いチャネルによって制限される可能性がある。少なくともいくつかの実施形態で、本明細書で記載されている光伝送システムは、サブキャリアの性能を平均して、システムの全体性能を改善するよう、サブキャリア間に一種の“ＦＥＣインターリービング”を適用してよい。例えば、「系統的ＦＥＣ符号器」と呼ばれるＦＥＣ符号器は、サブキャリアチャネルの性能を平均するよう、１つ以上の分布マッチャによって生成された少なくとも１つのサブキャリアについてのビットストリームにわたって系統的誤り訂正符号化を適用してよい。系統的ＦＥＣ符号器によって適用される特定のインターリービングパターンは、サブキャリアチャネルの全体性能を有効に平均するよう、最悪の性能を有するサブキャリアチャネルと、最良の性能を有するサブキャリアチャネルとの間にインターリービングが存在するように、特定のサブキャリアチャネルの性能に依存してよい。

少なくともいくつかの実施形態で、ＦＥＣへの入力のためのブロックのサイズは、（ｍ−１）の倍数であってよく、ここで、ｍは、確率的振幅整形ＰＡＳにおけるビットレベルである。例えば、６４ＱＡＭは、ＦＥＣレートｃ＝（ｍ−１）／ｍで、Ｉ及びＱチャネルの両方について８−ＰＡＳに、かつ、Ｉ及びＱチャネルの両方についてｍ＝３に夫々対応してよい。図１２Ｂを参照して更に詳細に記載されるように、任意のＦＥＣレートについて、入来するデータビットの一部は、符号ビットとして使用されてよい。系統的ＦＥＣは、光伝送システムのトランスミッタ部分が１つの分布マッチャ又は複数の分布マッチャを含むかどうかにかかわらず、入来するシリアルビットストリームに対して実施されてよい。少なくともいくつかの実施形態で、サブキャリアチャネルのシンボル分布は、分布マッチャの後の分布に従い、これは、入力ビットストリームがランダムである場合に当てはまるべきである、と考えられてよい。

少なくともいくつかの実施形態で、本明細書で記載される光伝送システムは、対称的に確率を割り当ててよい。一例で、確率的振幅整形は１つ以上の分布マッチャによって実行されてよく、確率の振幅は１０、１１、０１、又は００とラベルを付され、その後に、系統的ＦＥＣ符号器によって付加されたパリティ検査ビットが、確率の最上位ビットとして確率ラベルの符号を決定する。この例で、系統的ＦＥＣ符号器は、分布マッチャによって出力された２つの最下位ビットによって表される確率振幅を変更しない。いくつかの例で、‘１’の値又は‘０’の値を有して系統的ＦＥＣによって割り当てられたパリティビットの夫々の確率は、整形されたビットのランダムシーケンスの場合に５０％であると期待される。この例で、ラベル［０１１１］及び［１１１］は、同じ確率を表すが、符号が異なっている。

図７は、８−ＡＳＫについての確率的コンスタレーション整形のシンボル確率分布７００の例を表す。この例では、２つの最下位ビットによって表される４つの可能な振幅が存在し、一方で、最上位ビットは、トランスミッタのＦＥＣ符号器によって付加された符号ビットを表す。各バーの高さは、各振幅の確率を表し、確率分布は、‘０’及び‘１’の符号ビット値に関して対称的である。例えば、バー７０２の高さは、シンボル−７の確率を示し、これは、シンボル＋７の確率を示すバー７１６の高さと同じである。同様に、バー７０４の高さは、シンボル−５の確率を示し、バー７１４の高さは、シンボル＋５の確率を示し、バー７０６の高さは、シンボル−３の確率を示し、バー７１２の高さは、シンボル＋３の確率を示し、バー７０８の高さは、シンボル−１の確率を示し、バー７１０の高さは、シンボル＋１の確率を示す。

これより図８を参照すると、本明細書で記載されるように、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装する光ネットワーク内の誤り訂正のための方法８００の実施形態の選択された要素のブロック図が、フローチャート形式で表されている。方法８００は、光伝送ネットワーク１０１を用いて実行されてよい。いくつかの実施形態で、図３に表されているネットワーク管理システム３００は、経路情報を取得するとともに、光トランスミッタ及び光レシーバを、本明細書で記載されるような、確率的コンスタレーション整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化のために構成するよう、それらへコマンドを送るために使用されてよい。方法８００で記載されている特定の動作は、任意であってよく、あるいは、異なる実施形態では並べ直されてよい、ことが留意される。

方法８００は、光トランスミッタで、光信号として送信されるべき単一のバイナリビットストリームにおいてバイナリデータを受信することによって、８０２から開始してよい。

８０４で、方法８００は、１つ以上のマッチャ要素の夫々によって、そのマッチャ要素へ供給された受信されたバイナリデータの部分において表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、そのシンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当てることを含む。以下で更に詳細に記載されるように、いくつかの実施形態で、光トランスミッタは、複数のマッチャを含んでよい。他の実施形態では、光トランスミッタは、単一のマッチャ要素しか含まなくてもよい。マッチャ要素の夫々は、図４に表されている分布マッチャ４０４、又は図６Ａに表されている分布マッチャ６０４の１つと同様であってよい。

８０６で、方法８００は、マッチャ要素の夫々によって、そのマッチャ要素へ供給された受信されたバイナリデータの部分に対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力することを含む。

８０８で、方法８００は、各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを各々の整形されたビットシーケンスに付加して、各々の整形されたビットシーケンス及び集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む複合整形ビットシーケンスを生成することを含む。少なくともいくつかの実施形態で、単一の系統的誤り訂正符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。例えば、単一の系統的ＦＥＣ符号器は、各々のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスにわたって適用される符号ビットとしてパリティビットを付加してよい。

８１０で、方法８００は、シリアル／パラレル変換器によって、複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給することを含み、各マッピング要素は、そのマッピング要素へ供給された複合整形ビットシーケンスの各々の部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成するよう構成される。

８１２で、方法８００は、複数のマッピング要素によって生成された各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合することを含む。

少なくともいくつかの実施形態で、８０２から８１２として示されている動作は、バイナリビットストリームが光トランスミッタで受信される場合に周期的に又は連続して繰り返されてよい。

いくつかの実施形態で、本明細書で記載されている光伝送システムのトランスミッタ部分は、複数の並列な分布マッチャを含んでよい。いくつかの場合に、並列な分布マッチャの使用は、各分布マッチャのデータレートが、入来するシリアルビットストリームのデータレートと比べて下げられることを可能にし得る。

図９Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成され、複数の分布マッチャを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分９００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分９００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分９００の要素のいくつか（しかし、全てではない）は、図４に表されている光伝送システム４００のトランスミッタ部分又は図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００の要素と同様であってよい。トランスミッタ部分９００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分９００は、図９Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分９００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分９００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分９００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ９０２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図９Ａに表されているトランスミッタ部分９００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ９０２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分９００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ９０２を含む。第１のシリアル／パラレル変換器９０３は、入来するバイナリデータ９０２をｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ９０２において表されている情報は、トランスミッタ部分９００からレシーバ部分へ運ばれる。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分９００は、第１のシリアル／パラレル変換器９０３によって生成された並列なストリームの夫々について１つである複数の分布マッチャ９０４を含む。トランスミッタ部分９００は、複数の分布マッチャ９０４の出力を結合するパラレル／シリアル変換器９１０を含む。複数の分布マッチャ９０４の出力は、各々の整形されたビットシーケンスを含む。パラレル／シリアル変換器９１０は、中間の複合整形ビットシーケンスを単一の系統的ＦＥＣ符号器９０６へ供給する。系統的ＦＥＣ符号器９０６は、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを適用して、最終的な複合整形ビットシーケンスを生成する。第２のシリアル／パラレル変換器９１２は、最終的な複合整形ビットシーケンスを、並列処理経路での更なる処理のために、ｎ個のストリームに分ける。例えば、トランスミッタ部分９００は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルマッパ９０７と、並列なストリームの夫々について１つである複数のナイキストフィルタリング要素９０８と、並列なストリームの夫々について１つである複数の周波数偏移要素９０９とを含む。図９Ａに表されているように、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分９００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。表されている実施形態で、様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサ９０５によって結合される。例えば、サブキャリアマルチプレクサ９０５は、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

図９Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図９Ａに表されている光伝送システムの例のトランスミッタ部分の要素の一部９５０を表す概略図である。一例で、分布マッチャ９０４−ｎによって出力された整形されたビットシーケンスは、９５１として示されている。整形されたビットシーケンス９５１は、０１１０の値で４つのビットを含む。整形されたビットシーケンス９５１は、２つのシンボルの夫々について２つの確率振幅ビットを表す。右から左へ読む場合に、第１のシンボルは、下位２ビットである確率振幅１０を含み、第２のシンボルは、上位２ビットである確率振幅０１を含む。分布マッチャ９０４−１によって出力された整形されたビットシーケンスは、９５２として示されている。整形されたビットシーケンス９０２は、１１０１の値で４つのビットを含む。整形されたビットシーケンス９５２は、２つのシンボルの夫々について２つの確率振幅ビットを表す。右から左へ読む場合に、第３のシンボルは、下位２ビットである確率振幅０１を含み、第４のシンボルは、上位２ビットである確率振幅１１を含む。２つの分布マッチャ９０４の出力は、９５３として示されている中間の複合整形ビットシーケンスを生成するようにパラレル／シリアル変換器９１０によって結合される。この例で、中間の複合整形ビットシーケンス９５３は、整形されたビットシーケンス９５１及び９５２の８つのビットを含む。これらのビットは、インターリービングされ、０１１１１００１（上位４ビットのうち、最上位から１番目及び３番目のビットが第２のシンボル０１からであり、２番目及び４番目のビットが第４のシンボル１１からである。また、下位４ビットのうち、最上位から１番目及び３番目のビットが第１のシンボル１０からであり、２番目及び４番目のビットが第３のシンボル０１からである。）として再順序付けされている。

上述されたように、単一の系統的誤り訂正符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。例えば、系統的ＦＥＣ符号器９０６は、各々のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスにわたって適用される符号ビットとしてパリティビットを付加してよい。この例で、ＦＥＣ符号器９０６は、４つパリティビット１０１１を符号ビットとして中間の複合整形ビットシーケンス９５３に付加して、最終的な複合整形ビットシーケンス９５４を生成する。これらのパリティビットは、分布マッチャ９０４−ｎによって出力されたシンボルと、分布マッチャ９０４−１によって出力されたシンボルとを交互にしながら、中間の複合整形ビットシーケンス９５３において表されている各々のシンボルにわたって付加される。より具体的には、個々のパリティビットは、右（最下位）から左（最上位）へ、最終的な複合整形ビットシーケンス９５４において、夫々、第１シンボル、第３シンボル、第２シンボル、及び第４シンボルへ付加され、最終的な複合整形ビットシーケンス９５４は、第２のシリアル／パラレル変換器９１２へ入力として供給される。第２のシリアル／パラレル変換器９１２によって出力された個々のビットストリームは、ビット００１１１０（最下位２ビット“１０”は第１のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”は、パリティビット“１０１１”の最上位ビット“１”からである。最上位ビット“０”は、パリティビット“１０１１”の最上位から２番目のビット“０”からであり、それに続く２ビット“０１”は第２のシンボルからである。）を含むストリーム９５５、及びビット１１１１０１（最下位２ビット“０１”は第３のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”は、パリティビット“１０１１”の最上位から３番目のビット“１”からである。最上位ビット“１”は、パリティビット“１０１１”の最下位ビット“１”からであり、それに続く２ビット“１１”は第４のシンボルからである。）を含むストリーム９５６として示されている。すなわち、３つのビットのグループごとに、最上位ビットは、各々の確率の符号を表し、残りのビットは、各々の確率の振幅を表す。

実際に、本明細書で記載されている光伝送システムは、数十の（数百又は数千でない場合）のサブキャリアチャネルを伴うサブキャリア多重化を実装してよい、ことに留意されたい。そのような光伝送システムのトランスミッタ部分及びレシーバ部分は、並列な処理ストリームにおいて２つよりも多い分布マッチャ、分布デマッチャ、及び他のコンポーネントを含んでよい。このようなシステムで、符号ビットは、多数のサブキャリアチャネルにわたってラウンドロビン形式で、特定の整形されたビットシーケンス、又はその部分に割り当てられてよい。

図９Ｃは、図９Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分９２０の選択された要素を表す概略図である。表されている実施形態で、光伝送システムのレシーバ部分９２０の要素の少なくともいくつかは、図４に表されている光伝送システム４００のレシーバ部分又は図６Ｂに表されているレシーバ部分６２０の要素と同様である。レシーバ部分９２０の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、レシーバ部分９２０は、図９Ｃに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分９２０は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分９２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、レシーバ部分９２０は、光伝送システムのコヒーレントレシーバにおける送信された光信号のデジタル化された信号をアナログ／デジタル変換器から受信する。少なくともいくつかの実施形態で、図９Ｃに表されているレシーバ部分９２０は、光伝送システムの２つのレシーバ部分の一方を表してよい。２つのレシーバ部分は、光伝送システムのトランスミッタ部分から受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を夫々表すバイナリデータを受信するよう構成される。

表されている実施形態で、レシーバ部分９２０は、入来する光信号をｎ個のストリームに分割する単一のサブキャリアデマルチプレクサ９２９を含む。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。いくつかの実施形態で、サブキャリアデマルチプレクサ９２９は、適応等化器、キャリア位相回復要素、又は光レシーバの他の機能要素（図９Ｃに図示せず）を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、情報は、トランスミッタ部分９００から受信される。

表されている実施形態で、レシーバ部分９２０は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルデマッパ９２７を含む。レシーバ部分９２０は、複数のシンボルデマッパ９２７の出力を結合し、中間の複合出力を単一のＦＥＣ復号器９２６へ供給する第１のパラレル／シリアル変換器９３０を含む。単一のＦＥＣ復号器９２６は、トランスミッタ部分９００において、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、ＦＥＣ符号器９０６によって、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的に適用されたパリティビットを取り出す。シリアル／パラレル変換器９３２は、ＦＥＣ復号器９２６の出力を、並列処理経路での更なる処理のために、ｎ個のストリームに分割し直す。例えば、レシーバ部分９２０は、ストリームごとに１つである複数の分布デマッチャ９２４を含む。表されている実施形態で、第２のパラレル／シリアル変換器９２３は、送信された情報をデータ９２２として回復するよう並列処理経路の出力を結合する。例えば、第２のパラレル／シリアル変換器９２３は、受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方を表すデータを回復するようにレシーバ部分９２０の並列処理経路の出力を結合するよう構成されてよい。

少なくともいくつかの実施形態で、入来するデータビットのいくつかは、符号ビットとして使用されてよい。例えば、サブキャリア変調のために、符号ビットとして使用され得るデータビットは、引き出されて（タップアウトされて）、追加の符号ビットとしてＦＥＣ符号器へ供給されてよい。図１０Ａ及び１１Ａを参照して後述されるように、タッピングポイントは、異なる実施形態において、いくつかの適切な位置のいずれかに位置してよい。更には、引き出されるデータビットの数は、所望のＦＥＣレートに応じて異なってよい。

図１０Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成され、複数の分布マッチャ及び複数のバイナリストリームにするタップ要素を含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分１０００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分１０００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分１０００の要素のいくつか（しかし、全てではない）は、図４に表されている光伝送システム４００のトランスミッタ部分又は図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００の要素と同様であってよい。トランスミッタ部分１０００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分１０００は、図１０Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１０００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１０００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１０００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１００２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図１０Ａに表されているトランスミッタ部分１０００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ１００２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

第１のシリアル／パラレル変換器１００３は、入来するバイナリデータ１００２をｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ１００２において表されている情報は、トランスミッタ部分１０００からレシーバ部分へ運ばれる。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分１０００は、第１のシリアル／パラレル変換器１００３によって生成された並列なストリームの夫々について１つである複数の分布マッチャ１００４を含む。トランスミッタ部分１０００は、複数の分布マッチャ１００４の出力を結合する第１のパラレル／シリアル変換器１０１０を含む。複数の分布マッチャ１００４の出力は、各々の整形されたビットシーケンスを含む。第１のパラレル／シリアル変換器１０１０は、中間の複合整形ビットシーケンスを単一の系統的ＦＥＣ符号器１００６へ供給する。単一の系統的ＦＥＣ符号器１００６は、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを適用して、最終的な複合整形ビットシーケンスを生成する。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１０００はまた、シリアル／パラレル変換器１００３によって出力されたｎ個の並列なストリームの夫々について、バイナリデータストリームから１つ以上のビットをタップし、タップされたビット１０５１及び１０５２として示されているタップされたビットを第２のパラレル／シリアル変換器１０１１へ供給するよう構成された各々のタップも含む。第２のパラレル／シリアル変換器１０１１は、タップされたビットを結合し、結合されたタップされたビットを単一の系統的ＦＥＣ符号器１００６へ構成されてよい。単一の系統的ＦＥＣ符号器１００６は、それらを追加の符号ビットとして中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的に適用する。１０５５で示されている結合されたタップされたビットはまた、単一の系統的ＦＥＣ符号器１００６の出力に、第２のシリアル／パラレル変換器１０１２へのその入力より前に、結合要素によって再インターリービングされてもよい。

一例で、分布マッチャ１００４−ｎによって出力された整形されたビットシーケンスは、１０５３として示されている。整形されたビットシーケンス１０５３は、０１１０の値で４つのビットを含む。整形されたビットシーケンス１０５３は、２つのシンボルの夫々について２つの確率振幅ビットを表す。右から左へ読む場合に、第１のシンボルは、下位２ビットである確率振幅１０を含み、第２のシンボルは、上位２ビットである確率振幅０１を含む。分布マッチャ１００４−１によって出力された整形されたビットシーケンスは、１０５４として示されている。整形されたビットシーケンス１０５４は、１１０１の値で４つのビットを含む。整形されたビットシーケンス１０５４は、２つのシンボルの夫々について２つの確率振幅ビットを表す。右から左へ読む場合に、第３のシンボルは、下位２ビットである確率振幅０１を含み、第４のシンボルは、上位２ビットである確率振幅１１を含む。２つの分布マッチャ１００４の出力は、中間の複合整形ビットシーケンスを生成するようにパラレル／シリアル変換器１０１０によって結合される。この例で、中間の複合整形ビットシーケンスは、整形されたビットシーケンス１０５３及び１０５４の８つのビットを含む。これらのビットは、インターリービングされ、０１１１１００１（上位４ビットのうち、最上位から１番目及び３番目のビットが第２のシンボル０１からであり、２番目及び４番目のビットが第４のシンボル１１からである。また、下位４ビットのうち、最上位から１番目及び３番目のビットが第１のシンボル１０からであり、２番目及び４番目のビットが第３のシンボル０１からである。）として再順序付けされている。１０Ａに表されているように、この中間の複合整形ビットシーケンスは、結合されたタップされたビット１０５５とともに、ＦＥＣ符号器１００６へ入力として供給されてよい。

上述されたように、系統的誤り訂正符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。例えば、系統的ＦＥＣ符号器１００６は、各々のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスにわたって適用される符号ビットとしてパリティビットを付加してよい。トランスミッタ部分１０００では、第２のシリアル／パラレル変換器１０１２は、結合されたタップされたビット１０５５が再インターリービングされている最終的な複合整形ビットシーケンスを、並列な処理経路での更なる処理のためにｎ個のストリームに分割し直す。この例で、１０５６として示されている、上位の処理経路への入力は、００１１１０の値で６つのビットを含んでよい。これは、各２ビット振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“１０”は第１のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。更に、最上位ビット“０”も追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“０１”は第２のシンボルからである。）。１０５７として示されている、下位の処理経路への入力は、１１１１０１の値で６つのビットを含んでよい。これは、各２ビットの振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“０１”は第３のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。最上位ビット“１”も、追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“１１”は第４のシンボルからである。）。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分１０００は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルマッパ１００７と、並列なストリームの夫々について１つである複数のナイキストフィルタリング要素１００８と、並列なストリームの夫々について１つである複数の周波数偏移要素１００９とを含む。図１０Ａに表されているように、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分１０００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。表されている実施形態で、様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサ１００５によって結合される。例えば、サブキャリアマルチプレクサ１００５は、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

図１０Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図１０Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分１０２０の選択された要素を表す概略図である。レシーバ部分１０２０の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、レシーバ部分１０２０は、図１０Ｂに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１０２０は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１０２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、レシーバ部分１０２０は、光伝送システムのコヒーレントレシーバにおける送信された光信号のデジタル化された信号をアナログ／デジタル変換器から受信する。少なくともいくつかの実施形態で、図１０Ｂに表されているレシーバ部分１０２０は、光伝送システムの２つのレシーバ部分の一方を表してよい。２つのレシーバ部分は、光伝送システムのトランスミッタ部分から受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を夫々表すバイナリデータを受信するよう構成される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１０２０の要素の少なくとも一部は、図４に表されている光伝送システムのレシーバ部分又は図６Ｂに表されているレシーバ部分６２０の要素と同様である。表されている実施形態で、レシーバ部分１０２０は、入来する光信号をｎ個のストリームに分割する単一のサブキャリアデマルチプレクサ１０２９を含む。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。いくつかの実施形態で、サブキャリアデマルチプレクサ１０２９は、適応等化器、キャリア位相回復要素、又は光レシーバの他の機能要素（図１０Ｂに図示せず）を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、情報は、トランスミッタ部分１０００から受信される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１０２０は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルデマッパ１０２７を含む。レシーバ部分１０２０は、複数のシンボルデマッパ１０２７の出力を結合し、中間の複合出力を単一のＦＥＣ復号器１０２６へ供給する第１のパラレル／シリアル変換器１０３０を含む。単一のＦＥＣ復号器１０２６は、トランスミッタ部分１０００において、１０５８として示されている、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、ＦＥＣ符号器１００６によって、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的に適用されたパリティビットを取り出す。シリアル／パラレル変換器１０３２は、ＦＥＣ復号器１０２６の出力を、並列処理経路での更なる処理のために、ｎ個のストリームに分割し直す。例えば、レシーバ部分１０２０は、ストリームごとに１つである複数の分布デマッチャ１０２４を含む。表されている実施形態で、レシーバ部分１０２０は、取り出されたパリティビット１０５８を受け取り、それらを、分布デマッチャ１０２４の各々１つの出力と再インターリービングされるデータビットに分割する第２のシリアル／パラレル変換器１０３４を含む。例えば、ビット１０５９は、分布デマッチャ１０２４−１の出力と結合され、ビット１０６０は、分布デマッチャ１０２４−ｎの出力と結合される。表されている実施形態で、第２のパラレル／シリアル変換器１０２３は、送信された情報をデータ１０２２として回復するよう、各々の取り出されたパリティビット１０５８が再インターリービングされている並列処理経路の出力を結合する。例えば、第２のパラレル／シリアル変換器１０２３は、受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方を表すデータを回復するようにレシーバ部分１０２０の並列処理経路の出力を結合するよう構成されてよい。

図１１Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成され、複数の分布マッチャ及び単一のバイナリストリームにする１つ以上のタップ要素を含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分１１００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分１１００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分１１００の要素のいくつか（しかし、全てではない）は、図４に表されている光伝送システム４００のトランスミッタ部分又は図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００の要素と同様であってよい。トランスミッタ部分１１００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、図１１Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１１０２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図１１Ａに表されているトランスミッタ部分１１００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ１００２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１１０２を含む。第１のシリアル／パラレル変換器１１０３は、入来するバイナリデータ１１０２をｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ１１０２において表されている情報は、トランスミッタ部分１１００からレシーバ部分へ運ばれる。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、第１のシリアル／パラレル変換器１１０３によって生成された並列なストリームの夫々について１つである複数の分布マッチャ１１０４を含む。トランスミッタ部分１１００は、複数の分布マッチャ１１０４の出力を結合する第１のパラレル／シリアル変換器１１１０を含む。複数の分布マッチャ１１０４の出力は、各々の整形されたビットシーケンスを含む。第１のパラレル／シリアル変換器１１１０は、中間の複合整形ビットシーケンスを単一の系統的ＦＥＣ符号器１１０６へ供給する。単一の系統的ＦＥＣ符号器１１０６は、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを適用して、最終的な複合整形ビットシーケンスを生成する。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１１００はまた、入力されたバイナリデータストリーム１１０２から１つ以上のビットをタップし、タップされたビット１１５１として示されているタップされたビットを単一の系統的ＦＥＣ符号器１１０６へ供給するよう構成されたタップ要素も含む。単一の系統的符号器ＦＥＣ符号器１１０６は、それらを追加の符号ビットとして中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的に適用する。図１１Ａに表されているように、結合されたタップされたビット１１５１はまた、単一の系統的ＦＥＣ符号器１１０６の出力に、第２のシリアル／パラレル変換器１１１２へのその入力より前に、結合要素によって再インターリービングされてもよい。

一例で、分布マッチャ１１０４−ｎによって出力された整形されたビットシーケンスは、１１５２として示されている。整形されたビットシーケンス１１５２は、０１１０の値で４つのビットを含む。整形されたビットシーケンス１１５２は、２つのシンボルの夫々について２つの確率振幅ビットを表す。右から左へ読む場合に、第１のシンボルは、下位２ビットである確率振幅１０を含み、第２のシンボルは、上位２ビットである確率振幅０１を含む。分布マッチャ１１０４−１によって出力された整形されたビットシーケンスは、１１５３として示されている。整形されたビットシーケンス１１５３は、１１０１の値で４つのビットを含む。整形されたビットシーケンス１１５３は、２つのシンボルの夫々について２つの確率振幅ビットを表す。右から左へ読む場合に、第３のシンボルは、下位２ビットである確率振幅０１を含み、第４のシンボルは、上位２ビットである確率振幅１１を含む。２つの分布マッチャ１１０４の出力は、中間の複合整形ビットシーケンスを生成するようにパラレル／シリアル変換器１１１０によって結合される。この例で、中間の複合整形ビットシーケンスは、整形されたビットシーケンス１１５２及び１１５３の８つのビットを含み、タップされたビット１１５１とともに、ＦＥＣ符号器１１０６へ入力として供給されてよい。

上述されたように、系統的誤り訂正符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。例えば、系統的ＦＥＣ符号器１１０６は、各々のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスにわたって適用される符号ビットとしてパリティビットを付加して、最終の複合整形ビットシーケンスを生成してよい。様々な実施形態で、ＦＥＣ符号器１１０６は、最低ＦＥＣレートを利用してよく、あるいは、設定可能なＦＥＣレートを実装してよい。最低ＦＥＣレート及び／又は設定可能なＦＥＣレートを利用するＦＥＣ符号器の例は、図１２Ｂに表されており、以下で詳細に説明される。トランスミッタ部分１１００では、第２のシリアル／パラレル変換器１１１２は、タップされたビット１１５１が再インターリービングされている最終的な複合整形ビットシーケンスを、並列な処理経路での更なる処理のためにｎ個のストリームに分割し直す。この例で、１１５４として示されている、上位の処理経路への入力は、００１１１０の値で６つのビットを含んでよい。これは、各２ビット振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“１０”は第１のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。更に、最上位ビット“０”も追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“０１”は第２のシンボルからである。）。１１５５として示されている、下位の処理経路への入力は、１１１１０１の値で６つのビットを含んでよい。これは、各２ビットの振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“０１”は第３のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。最上位ビット“１”も、追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“１１”は第４のシンボルからである。）。

表されている実施形態で、トランスミッタ部分１１００は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルマッパ１１０７と、並列なストリームの夫々について１つである複数のナイキストフィルタリング要素１１０８と、並列なストリームの夫々について１つである複数の周波数偏移要素１１０９とを含む。図１１Ａに表されているように、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分１１００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。表されている実施形態で、様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサ１１０５によって結合される。例えば、サブキャリアマルチプレクサ１１０５は、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

図１１Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図１１Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分１１２０の選択された要素を表す概略図である。表されている実施形態で、レシーバ部分１１２０の要素の少なくとも一部は、図４に表されている光伝送システムのレシーバ部分又は図６Ｂに表されているレシーバ部分６２０の要素と同様である。レシーバ部分１１２０の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、レシーバ部分１１２０は、図１１Ｂに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１１２０は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１１２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、レシーバ部分１１２０は、光伝送システムのコヒーレントレシーバにおける送信された光信号のデジタル化された信号をアナログ／デジタル変換器から受信する。少なくともいくつかの実施形態で、図１１Ｂに表されているレシーバ部分１１２０は、光伝送システムの２つのレシーバ部分の一方を表してよい。２つのレシーバ部分は、光伝送システムのトランスミッタ部分から受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を夫々表すバイナリデータを受信するよう構成される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１１２０は、入来する光信号をｎ個のストリームに分割する単一のサブキャリアデマルチプレクサ１１２９を含む。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。いくつかの実施形態で、サブキャリアデマルチプレクサ１１２９は、適応等化器、キャリア位相回復要素、又は光レシーバの他の機能要素（図１１Ｂに図示せず）を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、情報は、トランスミッタ部分１１００から受信される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１１２０は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルデマッパ１１２７を含む。レシーバ部分１１２０は、複数のシンボルデマッパ１１２７の出力を結合し、中間の複合出力を単一のＦＥＣ復号器１１２６へ供給する第１のパラレル／シリアル変換器１１３０を含む。単一のＦＥＣ復号器１１２６は、トランスミッタ部分１１００において、取り出されたパリティビット１１５６として示されている、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、ＦＥＣ符号器１１０６によって、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的に適用されたパリティビットを取り出す。シリアル／パラレル変換器１１３２は、ＦＥＣ復号器１１２６の出力を、並列処理経路での更なる処理のために、ｎ個のストリームに分割し直す。例えば、レシーバ部分１１２０は、ストリームごとに１つである複数の分布デマッチャ１１２４を含む。この例で、ビット１１５８は、分布デマッチャ１１２４−１の出力と結合され、ビット１１５７は、分布デマッチャ１０２４−ｎの出力と結合される。第２のパラレル／シリアル変換器１１２３は、送信された情報をデータ１１２２として回復するよう並列処理経路の出力を結合する。表されている実施形態で、取り出されたパリティビット１１５６は、データ１１２２として示されている回復された情報の追加ビットとして第２のパラレル／シリアル変換器１１２３の出力と再インターリービングされる。例えば、回復された情報は、受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方を表すデータを含んでよい。

図１２Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成され、単一の分布マッチャを含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分１２００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分１２００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分１２００の要素のいくつか（しかし、全てではない）は、図４に表されている光伝送システム４００のトランスミッタ部分又は図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００の要素と同様であってよい。トランスミッタ部分１２００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分１２００は、図１２Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１２００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１２００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１２００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１２０２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図１２Ａに表されているトランスミッタ部分１２００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ１２０２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

トランスミッタ部分１２００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１２０２を含む。表されている実施形態で、入来するバイナリデータ１２０２は、単一のシリアルバイナリデータストリームとして単一の分布マッチャ１２０４へ供給される。分布マッチャ１２０４の出力は、整形されたビットシーケンス１２５１であり、単一の系統的ＦＥＣ符号器１２０６へ供給される。単一の系統的ＦＥＣ符号器１２０６は、整形されたビットシーケンス１２５１において表されている確率にわたって符号ビットとしてパリティビットを適用して、最終的な整形されたビットシーケンスを生成する。

シリアル／パラレル変換器１２１２は、最終的な整形されたビットシーケンスをｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、並行して更に処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ１２０２において表されている情報は、トランスミッタ部分１２００からレシーバ部分へ運ばれる。例えば、トランスミッタ部分１２００は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルマッパ１２０７と、並列なストリームの夫々について１つである複数のナイキストフィルタリング要素１２０８と、並列なストリームの夫々について１つである複数の周波数偏移要素１２０９とを含む。図１２Ａに表されているように、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分１２００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。表されている実施形態で、様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサ１２０５によって結合される。例えば、サブキャリアマルチプレクサ１２０５は、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

図１２Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図１２Ａに表されているトランスミッタ部分１２００の要素の一部分１２２０に関する更なる詳細を表す概略図である。例えば、部分１２２０は、バイナリデータ１２０２、単一の分布マッチャ１２０４、及び単一の系統的ＦＥＣ符号器１２０６を含む。部分１２２０は、符号ラベリング要素１２５６及び結合要素１２５４を更に含む。単一の系統的ＦＥＣ符号器１２０６は、整形されたビットシーケンス１２５１において表されている確率にわたって符号ビットとしてパリティビットを適用して、最終的な整形されたビットシーケンスを生成する。単一の系統的ＦＥＣ符号器１２０６は、バイナリラベリング要素１２４０及びパリティ検査行列１２５０を含む。いくつかの実施形態で、ＦＥＣ符号器は、生成行列［Ｉ｜Ｐ］を実装してよく、このとき、Ｉは、単位行列を表し、Ｐは、パリティ検査行列１２５０のようなパリティ行列を表す。単位行列Ｉは、入来するデータビットシーケンスを単にコピーするよう構成されてよく、一方、パリティ検査行列１２５０は、本明細書で記載されるように、入来するビットシーケンスにパリティ検査ビットを付加するよう構成されてよい。この例で、図１２Ｂに示されている任意のＦＥＣレートコントローラ１２３６は、存在しなくてもよく、又は無効にされてもよく、あるいは、含まれているＦＥＣレートコントローラ１２３６へのＦＥＣ制御入力１２２６は、最低ＦＥＣレートが利用されるべきであることを示してよい。

いくつかの実施形態で、部分１２２０は、分布マッチャが確率的振幅整形（ＰＡＳ）を実装しかつＦＥＣ符号器が最低ＦＥＣレートを実装するところの光伝送システムで使用されてよい。一例で、出力振幅の数（ブロックサイズ）は、ｎ_ｃ＝４によって与えられ、ビットレベル（シンボルサイズ）は、ｍ＝３によって与えられ、その結果として、ＦＥＣレートｃ＝（ｍ−１）／ｍ＝２／３が得られる。この例で、ブロックごとの入力ビットの数は８であり、ブロックごとの出力ビットの数は１２であり、８ビットは光伝送システムのレシーバ部分のＦＥＣ復号器によって回復されることになる。パリティ検査行列のサイズは、（ｍ−１）＊ｎ_ｃｘｍ＊ｎ_ｃとして与えられてよい。

この例では、３ビットバイナリコードを用いて表される８つのとり得るシンボルが存在する。図７に表されている対称シンボル確率分布の例で見られるように、各シンボルを表す３つのビットの最左ビットは、符号ビットを表してよく、負の値の場合の‘０’又は正の値の場合の‘１’のどちらか一方の値をとる。一方、残りの２つのビットは、振幅を表してよい。この例で、振幅を表す２つのビットは、集合的に、‘１’（ビット値１０に対応する）、‘３’（ビット値１１に対応する）、‘５’（ビット値０１に対応する）、又は‘７’（ビット値００に対応する）の値を表してよい。この例で、入力されたバイナリデータ１２０２は、１０１１１１０１の値で８つのビットを含み、分布マッチャ１２０４へ入力として供給される。

分布マッチャ１２０４は、入力１２３０及び整形制御入力１２３４に基づいて目標確率分布に従って、整形されたビットシーケンス１２５１を生成する。この例で、整形されたビットシーケンス１２５１は、（右から左に）１，５，１，３の振幅のシーケンスに対応してよい。バイナリラベリング要素１２４０は、振幅のシーケンスの要素をそれらのバイナリ相当物に変換してよく、その結果として、１１１００１１０の整形されたビットシーケンス１２４２が得られる。これら８つのビットは、変更されないまま、整形されたビットシーケンス１２４４としてパリティ検査行列１２５０へ供給される。パリティ検査行列１２５０は、１２５２で、右から左に１，１，０，１の値を有する４つのパリティビットを付加する。これらのパリティビットは、夫々、＋１，＋１，−１、及び＋１の符号ビットを表す。符号ラベリング要素１２５６は、１２５８として示されているこれらの符号ビットを振幅のシーケンスに割り当てる。結合要素１２５４は、符号ビットを、整形されたビットシーケンス１２５１において表されている振幅のシーケンスに付加し、その結果として、右から左に１，５，−１，３の値を表す１２ビットの最終的なビットシーケンス１２６０が得られる。

いくつかの実施形態で、部分１２２０は、分布マッチャが確率振幅整形（ＰＡＳ）を実装しかつＦＥＣ符号器が設定可能なＦＥＣレートを実装するところの光伝送システムで使用されてよい。そのような実施形態で、部分１２２０はまた、ＦＥＣレートコントローラ１２３６と、ＦＥＣレートを制御可能なＦＥＣ符号器１２０６を通る更なる経路とを含むか、又は利用する。例えば、ＦＥＣレートは、ｒのＦＥＣ制御レート１２２６を用いて制御されてよく、このとき、ｒは、ブロックサイズｎ_ｃに対する符号ビットの割合を表す。一例で、ブロックごとの入力ビットの数は１０であり、ブロックごとの出力ビットの数は１２であり、１０ビットは光伝送システムのレシーバ部分のＦＥＣ復号器によって回復されることになる。この例で、ＦＥＣレート制御値ｒ＝０．５の場合に、出力振幅（ブロックサイズ）の数は、ｎ_ｃ＝４によって与えられ、ビットレベル（シンボルサイズ）は、ｍ＝３によって与えられ、その結果として、ＦＥＣレートｃ＝（ｍ−１＋ｒ）／ｍ＝５／６が得られる。これは、２／３の最低ＦＥＣレートよりも大きい。ｒの値に基づいて、ブロックごとに１０個の入力ビットが存在するが、たった８つの入力ビットしか分布マッチャ１２０４へ向けられず、一方、残り２つの入力ビットは、分布マッチャ１２０４をバイパスする。例えば、分布マッチャをバイパスするよう選択されたビットの数は、ｒ＊ｎ_ｃ＝２によって与えられてよい。この例で、パリティ検査行列のサイズは、（ｍ−１＋ｒ）＊ｎ_ｃｘｍ＊ｎ_ｃとして与えられてよい。

この例で、入力されるバイナリデータ１２０２は、１０１１１１０１０１の値で１０個のビットを含む。２つの最右ビット（値は０１）は、バイパスビット１２２８として図１２Ｂでは点線によって示されている。これらのビットは、分布マッチャ１２０４をバイパスし、直接にＦＥＣ符号器１２０６へ及び符号ラベリング要素１２５６へそらされる。これらのバイパスビットは、符号ビットとして使用されることになり、等数で‘０’及び‘１’の符号ビット値を割り当てられてよい。なお、入来するバイナリデータストリーム１２０２におけるこれらのビットの元の値が、残り８つの入力ビットとのその後の再結合のために保持されてもよい。残り８つのビットは、分布マッチャ１２０４へ入力として供給される。

この例で、分布マッチャ１２０４は、入力１２３０及び整形制御入力１２３４に基づいて目標確率分布に従って、整形されたビットシーケンス１２５１を生成する。上記の例と同様に、整形されたビットシーケンス１２５１は、（右から左に）１，５，１，３の振幅のシーケンスに対応してよい。バイナリラベリング要素１２４０は、振幅のシーケンスの要素をそれらのバイナリ相当物に変換してよく、その結果として、１１１００１１０の整形されたビットシーケンス１２４２が得られる。これら８つのビットは、バイパスビット１２２８と結合され、１０ビットの整形されたビットシーケンス１２４４としてパリティ検査行列１２５０へ供給される。パリティ検査行列１２５０は、１２５２で、右から左に１，１の値を有する２つのパリティビットを付加する。これらのパリティビットは、夫々、＋１の符号ビットを表す。符号ラベリング要素１２５６は、これらの２つの符号ビット１２５２及び２つのバイパスビット１２２８（右から左へ＋１，−１を表す値を有する）を、それらを振幅のシーケンスに割り当てる前に、連結させる結合要素１２５４は、１２５８として示されている符号ビットを、整形されたビットシーケンス１２５１において表されている振幅のシーケンスに付加し、その結果として、１２ビット０１１１１０１０１１１０の最終的なビットシーケンス１２６０が得られる。１２ビットのうち、最上位（すなわち、最左）、最上位から４番目、最上位から７番目、及び最上位から１０番目のビットが、付加された符号ビットである。この１２ビットシーケンスは、右から左へ１，５，１，−３の値を表す。上述されたように、１０個の入力ビット及び１２個の出力ビットによれば、ＦＥＣレートは１０／１２、すなわち５／６であり、これは、２／３の最低ＦＥＣレートよりも大きい。より高いＦＥＣレートは、それほど多くのパリティビットが付加されないことを示すので、ＦＥＣレートがより低く、付加されるパリティビットの数がより多い場合と比べて、信号において有用な情報を表すデータビットの割合は、より高くなる。様々な実施形態で、異なる数のバイパスビットが、分布マッチャをバイパスし、ＦＥＣレートｃを制御又は調整するよう、タップされてよい。

図１３Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成され、単一の分布マッチャ及び誤り訂正レート制御を含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分１３００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分１３００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分１３００の要素のいくつか（しかし、全てではない）は、図４に表されている光伝送システム４００のトランスミッタ部分又は図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００の要素と同様であってよい。トランスミッタ部分１３００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分１３００は、図１３Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１３００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１３００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１３００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１３０２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図１３Ａに表されているトランスミッタ部分１３００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ１２０２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

トランスミッタ部分１３００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１３０２を含む。表されている実施形態で、入来するバイナリデータ１３０２は、単一のシリアルバイナリデータストリームとして単一の分布マッチャ１３０４へ供給される。分布マッチャ１３０４の出力は、整形されたビットシーケンス１３５１であり、単一の系統的ＦＥＣ符号器１３０６へ供給される。一例で、とり得る振幅の数（ブロックサイズ）は、ｎ_ｃ＝４によって与えられ、ビットレベル（シンボルサイズ）は、ｍ＝３によって与えられ、その結果として、ＦＥＣレートｃ＝（ｍ−１）／ｍ＝２／３が得られる。この例で、ブロックごとの入力ビットの数は８であり、ブロックごとの出力ビットの数は１２であり、８ビットは光伝送システムのレシーバ部分のＦＥＣ復号器によって回復されることになる。この例で、整形されたビットシーケンス１３５１として示されている分布マッチャ１３０４の出力は、１０１１００１０の値で８つのビットを含み、このとき、ビットの数はｋ（ｍ−１）である。整形されたビットシーケンス１３５１は、４つのシンボルの夫々について２つの確率振幅を表す。右から左へ読む場合に、第１のシンボルは、下位２ビットである確率振幅１０を含み、第２のシンボルは、最下位から３番目及び４番目の２つのビットである確率振幅００を含み、第３のシンボルは、最下位から５番目及び６番目の２つのビットである確率振幅１１を含み、第４のシンボルは、最下位から７番目及び８番目、すなわち上位２ビットである確率振幅１０を含む。

単一の系統的ＦＥＣ符号器１３０６は、整形されたビットシーケンス１３５１において表されている確率にわたって符号ビットとしてｋ個のパリティビットを適用して、最終的な整形されたビットシーケンス１３５２を生成する。この例で、ＦＥＣ符号器１３０６は、１００１の値を有する４つのパリティビットを符号ビットとして付加して、最終的な整形されたビットシーケンスを生成する。表されている実施形態で、シリアル／パラレル変換器１３１２は、最終的な整形されたビットシーケンスをｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、並行して更に処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ１３０２において表されている情報は、トランスミッタ部分１３００からレシーバ部分へ運ばれる。表されている実施形態で、シリアル／パラレル変換器１３１２は、シンボルワイズのシリアル／パラレル変換を適用するよう構成される。この例で、１３５３として示されている、上位の処理経路への入力は、０１１１１０の値で６つのビットを含む。これは、第１及び第３シンボルに関連付けられている２ビット振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“１０”は第１のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。更に、最上位ビット“０”も追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“１１”は第３のシンボルからである。）。１３５４として示されている、下位の処理経路への入力は、１１００００の値で６つのビットを含む。これは、第２及び第４シンボルに関連付けられている２ビットの振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“００”は第２のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“０”が、追加の符号ビットである。最上位ビット“１”も、追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“１０”は第４のシンボルからである。）。

図１２Ａに表されているトランスミッタ部分１２００と同様に、トランスミッタ部分１３００は、複数のシンボルマッパ、複数のナイキストフィルタリング要素、及び複数の周波数偏移要素を含む（図１３Ａには図示せず）。例えば、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分１３００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。表されている実施形態で、様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサよって結合される（図１３Ａには図示せず）。例えば、サブキャリアマルチプレクサは、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

図１３Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図１３Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分１３２０の選択された要素を表す概略図である。表されている実施形態で、レシーバ部分１３２０の要素の少なくとも一部は、図４に表されている光伝送システムのレシーバ部分又は図６Ｂに表されているレシーバ部分６２０の要素と同様である。レシーバ部分１３２０の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、レシーバ部分１３２０は、図１３Ｂに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１３２０は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１３２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、レシーバ部分１３２０は、光伝送システムのコヒーレントレシーバにおける送信された光信号のデジタル化された信号をアナログ／デジタル変換器から受信する。少なくともいくつかの実施形態で、図１３Ｂに表されているレシーバ部分１３２０は、光伝送システムの２つのレシーバ部分の一方を表してよい。２つのレシーバ部分は、光伝送システムのトランスミッタ部分から受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を夫々表すバイナリデータを受信するよう構成される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１３２０は、入来する光信号をｎ個のストリームに分割する単一のサブキャリアデマルチプレクサ１３２９を含む。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。いくつかの実施形態で、サブキャリアデマルチプレクサ１３２９は、適応等化器、キャリア位相回復要素、又は光レシーバの他の機能要素（図１３Ｂに図示せず）を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、情報は、トランスミッタ部分１３００から受信される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１３２０は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルデマッパ１３２７を含む。レシーバ部分１３２０は、シンボルワイズのパラレル／シリアル変換を用いて、複数のシンボルデマッパ１３２７の出力を結合し、中間の複合出力を単一のＦＥＣ復号器１３２６へ供給するパラレル／シリアル変換器１３３０を含む。単一のＦＥＣ復号器１３２６は、トランスミッタ部分１３００において、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとして、ＦＥＣ符号器１３０６によって、中間の複合整形ビットシーケンスにわたって集合的に適用されたパリティビットを取り出す。ＦＥＣ復号器１３２６の出力は、単一の分布デマッチャ１３２４へ供給され、単一の分布デマッチャ１３２４は、送信された情報をデータ１３２２として回復する。例えば、分布デマッチャ１３２４は、受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方を表すデータを回復するよう構成されてよい。

図１４Ａは、いくつかの実施形態に従って、確率的コンスタレーション整形及びシンボルレート最適化を適用するよう構成され、単一の分布マッチャ１４０４及びビットワイズインターリーバ１４１４を含む光伝送システムの例のトランスミッタ部分１４００の選択された要素を表す概略図である。例えば、トランスミッタ部分１４００は、サブキャリア多重化を用いてシンボルレート最適化を実行することに加えて、Ｍ−ＱＡＭに基づく確率的整形を実行するよう構成されてよい。表されている実施形態で、光伝送システムのトランスミッタ部分１４００の要素のいくつか（しかし、全てではない）は、図４に表されている光伝送システム４００のトランスミッタ部分又は図６Ａに表されているトランスミッタ部分６００の要素と同様であってよい。トランスミッタ部分１４００の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、トランスミッタ部分１４００は、図１４Ａに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１４００は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、トランスミッタ部分１４００は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、トランスミッタ部分１４００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１４０２を含む。少なくともいくつかの実施形態で、図１４Ａに表されているトランスミッタ部分１４００は、光伝送システムの２つのトランスミッタ部分の一方を表してよい。２つのトランスミッタ部分の夫々は、各々のデジタル／アナログ変換器（ＤＡＣ）によってアナログ信号へ変換される光変調のためのデータ１４０２の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を生成するよう構成される。

トランスミッタ部分１４００は、光伝送システムのレシーバ部分への送信のために供給されるバイナリデータ１４０２を含む。表されている実施形態で、入来するバイナリデータ１４０２は、単一のシリアルバイナリデータストリームとして単一の分布マッチャ１４０４へ供給される。分布マッチャ１４０４の出力は、整形されたビットシーケンス１４５１であり、ビットワイズインターリーバ１４１４へ供給される。１４５２として示されているビットワイズインターリーバ１４１４の出力は、単一の系統的ＦＥＣ符号器１４０６へ供給される。一例で、出力振幅の数（ブロックサイズ）は、ｎ_ｃ＝４によって与えられ、ビットレベル（シンボルサイズ）は、ｍ＝３によって与えられ、その結果として、ＦＥＣレートｃ＝（ｍ−１）／ｍ＝２／３が得られる。この例で、ブロックごとの入力ビットの数は８であり、ブロックごとの出力ビットの数は１２であり、８ビットは光伝送システムのレシーバ部分のＦＥＣ復号器によって回復されることになる。この例で、整形されたビットシーケンス１４５１として示されている分布マッチャ１４０４の出力は、１０１１００１０の値で８つのビットを含み、このとき、ビットの数はｋ（ｍ−１）である。整形されたビットシーケンス１４５１は、４つのシンボルの夫々について２つの確率振幅を表す。右から左へ読む場合に、第１のシンボルは、下位２ビットである確率振幅１０を含み、第２のシンボルは、最下位から３番目及び４番目の２つのビットである確率振幅００を含み、第３のシンボルは、最下位から５番目及び６番目の２つのビットである確率振幅１１を含み、第４のシンボルは、最下位から７番目及び８番目、すなわち上位２ビットである確率振幅１０を含む。

この例で、ビットワイズインターリーバ１４１４は、整形されたビットシーケンス１４５１を受け取り、ビットワイズのインターリービングを適用して、中間の整形されたビットシーケンス１４５２を生成する。中間の整形されたビットシーケンス１４５２は、１０１０１００の値で８つのビットを含む（上位４ビットのうち、最上位から１番目及び３番目のビットが第４のシンボル１０からであり、２番目及び４番目のビットが第３のシンボル１１からである。また、下位４ビットのうち、最上位から１番目及び３番目のビットが第２のシンボル００からであり、２番目及び４番目のビットが第１のシンボル１０からである。）。

単一の系統的ＦＥＣ符号器１４０６は、中間の整形されたビットシーケンス１４５２において表されている確率にわたって符号ビットとしてｋ個のパリティビットを適用して、最終的な整形されたビットシーケンス１４５３を生成する。この例で、ＦＥＣ符号器１４０６は、１０１１の値を有する４つのパリティビットを符号ビットとして付加して、最終的な整形されたビットシーケンスを生成する。表されている実施形態で、シリアル／パラレル変換器１４１２は、最終的な整形されたビットシーケンスをｎ個のストリームに分割する。各ストリームは、並行して更に処理するために各々の処理経路へ向けられる。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、バイナリデータ１４０２において表されている情報は、トランスミッタ部分１４００からレシーバ部分へ運ばれる。この例で、１４５４として示されている、上位の処理経路への入力は、０１１１１０の値で６つのビットを含む。これは、第１及び第３シンボルに関連付けられている２ビット振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“１０”は第１のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。更に、最上位ビット“０”も追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“１１”は第３のシンボルからである。）。１４５５として示されている、下位の処理経路への入力は、１１０１００の値で６つのビットを含む。これは、第２及び第４シンボルに関連付けられている２ビットの振幅値の先頭に付け加えられた各々のビットとして追加の符号ビットを含む（最下位２ビット“００”は第２のシンボルからであり、その上位、つまり最下位から３番目のビット“１”が、追加の符号ビットである。最上位ビット“１”も、追加の符号ビットであり、それに続く２ビット“１０”は第４のシンボルからである。）。中間の整形されたビットシーケンス１４５１に加えられた４つのパリティビットの値が、図１３Ａに示されている整形されたビットシーケンス１３５１に加えられた４つのパリティビットの値と同じである場合に、図１３Ａに示されている整形されたビットシーケンス１３５３及び１３５４は、図１４Ａに示されている整形されたビットシーケンス１４５４及び１４５５と同じビット値を含むことになる点に留意されたい。

図１２Ａに表されているトランスミッタ部分１２００と同様に、トランスミッタ部分１４００は、複数のシンボルマッパ、複数のナイキストフィルタリング要素、及び複数の周波数偏移要素を含む（図１４Ａには図示せず）。図１４Ａに表されているように、少なくともいくつかの実施形態で、各サブキャリア１〜ｎについて、トランスミッタ部分１４００は、周波数偏移（ＦＳ）が適用される前にシンボルマッピング及びナイキストフィルタリングを実行してよい。様々なコードワードを表すバイナリデータを夫々が含む複数の処理経路の出力は、光伝送上での光レシーバへの伝送のためにサブキャリア多重化を用いて単一のサブキャリアマルチプレクサよって結合される（図１４Ａには図示せず）。例えば、サブキャリアマルチプレクサは、複数の処理経路によって出力された個々のサブキャリアデータを、送信されるべき光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方へと結合するよう構成されてよい。

図１４Ｂは、いくつかの実施形態に従って、図１４Ａに表されているトランスミッタ部分から受信された光信号から情報を回復するよう構成された光伝送システムの例のレシーバ部分１４２０の選択された要素を表す概略図である。表されている実施形態で、レシーバ部分１４２０の要素の少なくとも一部は、図４に表されている光伝送システムのレシーバ部分又は図６Ｂに表されているレシーバ部分６２０の要素と同様である。レシーバ部分１４２０の表示は、概要であり、実寸通りではない。様々な実施形態で、レシーバ部分１４２０は、図１４Ｂに表されているものよりも多い、少ない、又は異なった要素により実装されてよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１４２０は、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかの実行するフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）を含んでよい。いくつかの実施形態で、レシーバ部分１４２０は、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）を含んでよく、ＤＳＰは、本明細書で記載されている機能の少なくともいくつかを実施するために、ＤＳＰによって実行可能な命令を記憶しているメモリを含んでよい（又はそれへのアクセスを有してよい）。表されている実施形態で、レシーバ部分１４２０は、光伝送システムのコヒーレントレシーバにおける送信された光信号のデジタル化された信号をアナログ／デジタル変換器から受信する。少なくともいくつかの実施形態で、図１４Ｂに表されているレシーバ部分１４２０は、光伝送システムの２つのレシーバ部分の一方を表してよい。２つのレシーバ部分は、光伝送システムのトランスミッタ部分から受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分を夫々表すバイナリデータを受信するよう構成される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１４２０は、入来する光信号をｎ個のストリームに分割する単一のサブキャリアデマルチプレクサ１４２９を含む。各ストリームは、最初に、並行して処理するために各々の処理経路へ向けられる。いくつかの実施形態で、サブキャリアデマルチプレクサ１４２９は、適応等化器、キャリア位相回復要素、又は光レシーバの他の機能要素（図１４Ｂに図示せず）を含んでよい。少なくともいくつかの実施形態で、ｎ個の並列処理経路とｎ個のサブキャリアチャネルとの間には一対一のマッピングが存在し、ｎ個のサブキャリアチャネル上で、情報は、トランスミッタ部分１４００から受信される。

表されている実施形態で、レシーバ部分１４２０は、並列なストリームの夫々について１つである複数のシンボルデマッパ１４２７を含む。レシーバ部分１４２０は、複数のシンボルデマッパ１４２７の出力を結合し、中間の複合出力を逆ビットワイズインターリーバ１４３４へ供給するパラレル／シリアル変換器１４３０を含む。逆ビットワイズインターリーバ１４３４は、トランスミッタ部分１４００におけるビットワイズインターリーバ１４１４の効果を逆行させる。逆ビットワイズインターリーバ１４３４の出力は、単一のＦＥＣ復号器１４２６へ供給される。単一のＦＥＣ復号器１４２６は、トランスミッタ部分１４００において、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている各々の確率の符号ビットとしてトランスミッタ部分１４００でＦＥＣ符号器１４０６によって適用されたパリティビットを取り出す。ＦＥＣ復号器１４２６の出力は、単一の分布デマッチャ１４２４へ供給され、単一の分布デマッチャ１４２４は、送信された情報をデータ１４２２として回復する。例えば、分布デマッチャ１４２４は、受信された光信号の実数（Ｉ）部分又は虚数（Ｑ）部分のどちらか一方を表すデータを回復するよう構成されてよい。

図１５Ａは、フローチャート形式で表されている、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装しかつ複数の分布マッチャを含む光ネットワーク内での誤り訂正のための方法１５００の実施形態の選択された要素のブロック図である。方法１５００は、光伝送ネットワーク１０１を用いて実行されてよい。いくつかの実施形態で、図３に表されているネットワーク管理システム３００は、経路情報を取得するとともに、光トランスミッタ及び光レシーバを、本明細書で記載されるような、確率的コンスタレーション整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化のために構成するよう、それらへコマンドを送るために使用されてよい。方法１５００で記載されている特定の動作は、任意であってよく、あるいは、異なる実施形態では並べ直されてよい、ことが留意される。

１５０２で、方法１５００は、光トランスミッタで、伝送路上で光信号として光レシーバへ送信されるべきバイナリデータを受信することを含む。

１５０４で、方法１５００は、複数のマッチャ要素の夫々によって、そのマッチャ要素によって受信されたバイナリデータの部分において表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、そのシンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当てることを含む。マッチャ要素の夫々は、図４に表されている分布マッチャ４０４、又は図６Ａに表されている分布マッチャ６０４の１つと同様であってよい。

１５０６で、方法１５００は、各マッチャ要素によって、そのマッチャ要素によって受信されたバイナリデータの部分に対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力し、マッチャ要素によって出力された各々の整形されたビットシーケンスを、中間の複合整形ビットシーケンスを生成するように結合することを含む。

１５０８で、方法１５００は、中間の複合整形ビットシーケンスにパリティビットを付加して、各々の整形されたビットシーケンス及びパリティビットを表す最終的な複合を生成することを含む。少なくともいくつかの実施形態で、単一の系統的誤り訂正符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。例えば、単一の系統的ＦＥＣ符号器は、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている整形されたビットシーケンスにわたって適用される符号ビットとしてパリティビットを付加してよい。

１５１０で、方法１５００は、任意に、２つ以上のマッチャ要素へ入力された各々の並列なバイナリデータストリームからタップされる（図１０Ａ及び上記を参照）か、又並列なストリームを生成する前に伝送のために受信されたシリアルバイナリデータからタップされ（図１１Ａ及び上記を参照）た追加のパリティビットを最終的な複合整形ビットシーケンスに付加することを含んでよい。例えば、単一の系統的ＦＥＣ符号器は、やはり、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、中間の複合整形ビットシーケンスにおいて表されている整形されたビットシーケンスにわたって適用される追加の符号ビットとして追加のパリティビットを付加してよい。

１５１２で、方法１５００は、複数のマッピング要素の夫々へ最終的な複合整形ビットシーケンスの各々の部分を供給することを含む。複数のマッピング要素の夫々は、そのマッピング要素へ供給された最終的な複合整形ビットシーケンスの各々の部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成するよう構成される。方法１５００は、各々のコードワードを表すバイナリデータを、光伝送路上での光レシーバへの伝送のために、サブキャリア多重化により結合することを含む。

１５１４で、方法１５００は、光レシーバで、受信された光信号内のシンボルをデマッピングし、付加されたパリティビットを取り出して中間の複合整形ビットシーケンスの表現を生成し、中間の複合整形ビットシーケンスの表現を逆多重化し、複数のデマッチャ要素を用いて、光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することを含む。いくつかの実施形態で、付加されたパリティビットを取り出すことに加えて、光レシーバのＦＥＣ復号器はまた、受信されたデータのインテグリティを検査するように、及び／又は誤り訂正符号に基づいてデータ内の特定の誤りを訂正するように、受信された光信号内の誤り訂正符号を使用するよう構成されてもよい。

図１５Ｂは、フローチャート形式で表されている、確率的整形及びシンボルレート最適化の両方を実装しかつ単一の分布マッチャを含む光ネットワーク内での誤り訂正のための方法１５５０の実施形態の選択された要素のブロック図である。方法１５５０は、光伝送ネットワーク１０１を用いて実行されてよい。いくつかの実施形態で、図３に表されているネットワーク管理システム３００は、経路情報を取得するとともに、光トランスミッタ及び光レシーバを、本明細書で記載されるような、確率的コンスタレーション整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化のために構成するよう、それらへコマンドを送るために使用されてよい。方法１５５０で記載されている特定の動作は、任意であってよく、あるいは、異なる実施形態では並べ直されてよい、ことが留意される。

１５５２で、方法１５５０は、光トランスミッタで、伝送路上で光信号として光レシーバへ送信されるべきバイナリデータを受信することを含む。

１５５４で、方法１５５０は、単一のマッチャ要素によって、受信されたバイナリデータの部分において表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、そのシンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当てることを含む。単一のマッチャ要素は、図４に表されている分布マッチャ４０４、又は図６Ａに表されている分布マッチャ６０４の１つと同様であってよい。

１５５６で、方法１５５０は、単一のマッチャ要素によって、受信されたバイナリデータに対応する整形されたビットシーケンスを出力することを含む。

１５５８で、方法１５５０は、任意に、図１３Ａを参照して上述されたように、単一のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスにビットワイズのインターリービングを適用することを含んでよい。

１５６０で、方法１５５０は、整形されたビットシーケンスにパリティビットを付加して、マッチャ要素によって任意のインターリービングの有無によらずに出力された整形されたビットシーケンスと、付加されたパリティビットとを表すデータを含む複合整形ビットシーケンスを生成することを含む。少なくともいくつかの実施形態で、単一の系統的誤り訂正符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されているシンボルの振幅を変えずに、整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを付加するよう構成されてよい。例えば、図１３Ａ及び図１４Ａを参照して上述されたように、単一の系統的ＦＥＣ符号器は、単一のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスにおいて表されている確率にわたって適用される符号ビットとしてパリティビットを付加してよい。

１５６２で、方法１５５０は、複合整形ビットシーケンスの各々の部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成するよう夫々構成された複数のマッピング要素の夫々へ複合整形ビットシーケンスの各々の部分を供給することを含む。方法１５５０は、任意に、図１４Ａを参照して上述されたように、複合整形ビットシーケンスにシンボルワイズのインターリービングを適用することを含んでよい。

１５６４で、方法１５５０は、各々のコードワードを表すバイナリデータを、光伝送路上での光レシーバへの伝送のために、サブキャリア多重化により結合することを含む。

１５６６で、方法１５５０は、光レシーバで、受信された光信号内のシンボルをデマッピングし、付加されたパリティビットを取り出して、単一のマッチャ要素によって出力された整形されたビットシーケンスの表現を生成し、単一のデマッチャ要素を用いて、光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することを含む。方法１５５０はまた、光レシーバで、適用可能である場合に、光トランスミッタで実行された如何なるシンボルワイズ又はビットワイズのインターリービングも逆行することを含んでもよい。いくつかの実施形態で、付加されたパリティビットを取り出すことに加えて、光レシーバのＦＥＣ復号器はまた、受信されたデータのインテグリティを検査するように、及び／又は誤り訂正符号に基づいてデータ内の特定の誤りを訂正するように、受信された光信号内の誤り訂正符号を使用するよう構成されてもよい。

簡単のために、本明細書で記載されているいくつかの例で、入力ブロックとして一緒に処理される入力ビットの数は８である、点に留意されたい。なお、実際には、一緒に処理される入力ビットの数は、よりずっと多くてよい。例えば、１つの実施形態で、一緒に処理される入力ビットの数は、８０であってよい。この例では、４０個のパリティ検査ビットが、１２０ビットの出力ブロックサイズのために付加されてよい。他の実施形態では、入力ブロックサイズは、１００ビット以上であってよく、付加されたパリティ検査ビットの数は、所望のＦＥＣレートに依存する。

本明細書で詳細に記載されているように、確率的整形及びサブキャリア多重化を使用するシンボルレート最適化の両方を実装する光伝送システムは、サブキャリアチャネル単位でＦＥＣ符号化を適用するシステムと比較して、サブキャリアの性能を平均し、システムの全体性能を改善するよう、サブキャリア間に一種の“ＦＥＣインターリービング”を適用してよい。例えば、系統的ＦＥＣ符号器は、１つ以上の分布マッチャによって生成された全てのサブキャリアについて集合的にビットシーケンスにわたって系統的誤り訂正符号化を適用して、サブキャリアチャネルの性能を平均してよい。系統的ＦＥＣ符号器は、整形されたビットシーケンスにおいて表されている各シンボルの振幅を変えずに、整形されたビットシーケンスに符号ビットしてパリティビットを適用してよい。各シンボルの振幅を変えずにＦＥＣ符号化を実行する能力は、シンボルレート最適化とともに確率的整形を正確に実装するために必須であり得る。

本願の対象は、１つ以上の例となる実施形態に関連して記載されてきたが、いずれの請求項も、示されている特定の形に制限されることは意図されない。対照的に、本開示を対象としているいずれの請求項も、それらの精神及び範囲の中に含まれ得るような代替、変更及び均等を網羅するよう意図されている。

上記の実施形態に加えて、以下の付記を開示する。
（付記１）
確率的整形及びシンボルレート最適化のための光トランスミッタであって、
１つ以上のマッチャ要素であり、夫々が、
当該マッチャ要素によって受信されたバイナリデータにおいて表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、該シンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当て、
当該マッチャ要素によって受信された前記バイナリデータに対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力する
よう構成され、
前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加し、前記各々の整形されたビットシーケンス及び前記集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む第１の複合整形ビットシーケンスを出力するよう構成される単一の系統的誤り訂正符号器と、
前記第１の複合整形ビットシーケンスの受信された部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成するよう夫々構成される複数のマッピング要素と、
前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を前記複数のマッピング要素の夫々へ供給するよう構成される第１のシリアル／パラレル変換器と、
前記複数のマッピング要素によって生成された前記各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合するよう構成されるマルチプレクサと
を有する光トランスミッタ。
（付記２）
マッピング要素の数は、シンボルレート最適化のために選択されるサブキャリアチャネルの数に等しく、前記光伝送路のための伝送媒体の特性及び前記伝送の目標到達範囲に依存する、
付記１に記載の光トランスミッタ。
（付記３）
前記１つ以上のマッチャ要素は、２つ以上のマッチャ要素を有し、
前記光トランスミッタは、
前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスを結合して第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成し、前記第２の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータを入力として前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成される第１のパラレル／シリアル変換器を更に含む、
付記１に記載の光トランスミッタ。
（付記４）
前記光トランスミッタによって受信されたバイナリデータの各々の部分を並列なバイナリデータストリームにおいて前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器と、
前記並列なバイナリデータストリームの夫々から１つ以上のビットをタップし、該１つ以上のタップされたビットを前記第１のパラレル／シリアル変換器へ供給するよう夫々構成される複数のタップ要素と
を更に有し、
前記第１のパラレル／シリアル変換器は、前記複数のタップ要素の夫々から受信された前記１つ以上のタップされたビットを、前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的に付加されるべきプライマリビットとして前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう更に構成される、
付記３に記載の光トランスミッタ。
（付記５）
前記光トランスミッタは、結合要素を更に有し、
前記複数のタップ要素の夫々は、前記１つ以上のタップされたビットを前記結合要素へ供給するよう更に構成され、
前記結合要素は、前記第１の複合整形ビットシーケンスを前記第１のシリアル／パラレル変換器へ入力として供給する前に、前記複数のタップ要素によって供給された前記タップされたビットを前記第１の複合整形ビットシーケンスに一体化させるよう構成される、
付記４に記載の光トランスミッタ。
（付記６）
前記光トランスミッタによって受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を並列なバイナリデータストリームにおいて前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器と、
前記シリアルバイナリデータを前記並列なバイナリデータストリームへ変換する前に、前記光トランスミッタによって受信された前記シリアルバイナリデータから１つ以上のビットをタップし、該１つ以上のタップされたビットを、前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的に付加されるべきプライマリビットとして前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成されるタップ要素と
を更に有する付記３に記載の光トランスミッタ。
（付記７）
前記光トランスミッタは、結合要素を更に有し、
前記タップ要素は、前記１つ以上のタップされたビットを前記結合要素へ供給するよう更に構成され、
前記結合要素は、前記第１の複合整形ビットシーケンスを前記第１のシリアル／パラレル変換器へ入力として供給する前に、前記タップ要素によって供給された前記タップされたビットを前記第１の複合整形ビットシーケンスに一体化させるよう構成される、
付記６に記載の光トランスミッタ。
（付記８）
前記１つ以上のマッチャ要素は、単一のマッチャ要素を有する、
付記１に記載の光トランスミッタ。
（付記９）
前記単一の系統的誤り訂正符号器は、前記単一のマッチャ要素へ通信上結合され、前記単一のマッチャ要素によって受信された前記バイナリデータに対応する整形されたビットシーケンスを前記単一のマッチャ要素から受信するよう構成され、
前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を前記複数のマッピング要素の夫々へ供給するために、前記第１のシリアル／パラレル変換器は、シンボルワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用するよう構成される、
付記８に記載の光トランスミッタ。
（付記１０）
前記単一のマッチャ要素から前記第１の複合整形ビットシーケンスを受信し、
ビットワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用して、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成し、
前記第２の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータを入力として前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給する
よう構成されるビットワイズインターリービング要素を更に有する、
付記８に記載の光トランスミッタ。
（付記１１）
確率的整形及びシンボルレート最適化による光ネットワーク内の誤り訂正のための方法であって、
光信号として送信されるべきバイナリデータを受信することと、
１つ以上のマッチャ要素の夫々によって、当該マッチャ要素へ供給された前記受信されたバイナリデータの部分において表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、該シンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当てることと、
前記１つ以上のマッチャ要素の夫々によって、当該マッチャ要素へ供給された前記受信されたバイナリデータの前記部分に対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力することと、
前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加して、前記各々の整形されたビットシーケンス及び前記集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む第１の複合整形ビットシーケンスを生成することと、
前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給し、各マッピング要素が、当該マッピング要素へ供給された前記第１の複合整形ビットシーケンスの前記各々の部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成することと、
前記複数のマッピング要素によって生成された前記各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合することと
を有する方法。
（付記１２）
マッピング要素の数は、シンボルレート最適化のために選択されるサブキャリアチャネルの数に等しく、前記光伝送路のための伝送媒体の特性及び前記伝送の目標到達範囲に依存する、
付記１１に記載の方法。
（付記１３）
前記１つ以上のマッチャ要素は、２つ以上のマッチャ要素を有し、
前記方法は、前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスを結合して第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成することを更に含み、
前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、前記パリティビットを前記第２の複合整形ビットシーケンスに付加することを有する、
付記１１に記載の方法。
（付記１４）
前記光伝送路を介して、前記第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信することと、
前記第１の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータから前記集合的に付加されたパリティビットを取り出すことと、
前記集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第３の複合整形ビットシーケンスを出力することと、
前記第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を２つ以上のデマッチャ要素の夫々へ供給することと、
前記２つ以上のデマッチャ要素の夫々によって、前記第３の複合整形ビットシーケンスの前記各々の部分から、前記光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することと
を更に有する付記１３に記載の方法。
（付記１５）
前記方法は、
前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ、並列なバイナリデータストリームにおいて、伝送のために受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を供給することと、
前記並列なバイナリデータストリームの夫々から１つ以上のビットをタップすることと
を更に有し、
前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、前記第２の複合整形ビットシーケンスに対して、前記複数のタップ要素の夫々から受信された前記１つ以上のタップされたビットを追加パリティビットとして付加することを更に有する、
付記１３に記載の方法。
（付記１６）
前記方法は、
前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ、並列なバイナリデータストリームにおいて、伝送のために受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を供給することと、
前記シリアルバイナリデータを前記並列なバイナリデータストリームに変換する前に、前記受信されたシリアルバイナリデータから１つ以上のビットをタップすることと
を更に有し、
前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、前記第２の複合整形ビットシーケンスに対して、前記受信されたシリアルバイナリデータからの前記１つ以上のタップされたビットを追加パリティビットとして付加することを更に有する、
付記１３に記載の方法。
（付記１７）
前記１つ以上のマッチャ要素は、単一のマッチャ要素を有する、
付記１１に記載の方法。
（付記１８）
前記光伝送路を介して、前記第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信することと、
前記第１の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータから前記集合的に付加されたパリティビットを取り出すことと、
前記集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第２の複合整形ビットシーケンスを出力することと、
前記第２の複合整形ビットシーケンスを単一のデマッチャ要素へ供給することと、
前記単一のデマッチャ要素によって、前記第２の複合整形ビットシーケンスから、前記光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することと
を更に有する付記１７に記載の方法。
（付記１９）
前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給することは、シンボルワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用することを有する、
付記１７に記載の方法。
（付記２０）
前記方法は、
前記単一のマッチャ要素から前記第１の複合整形ビットシーケンスを受信することと、
ビットワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用して、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成することと
を更に有し、
前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、パリティビットを前記第２の複合整形ビットシーケンスに付加することを有する、
付記１７に記載の方法。

１０１ 光伝送ネットワーク
１０２ 光トランスミッタ
１０６ 光ファイバ
１１２ 光レシーバ
３００ ネットワーク管理システム
４００ 光伝送システム
４０２，６０２，９０２，１００２，１１０２，１２０２，１３０２，１４０２ バイナリデータ
４０４，６０４，９０４，１００４，１１０４，１２０４，１３０４，１４０４ 分布マッチャ
４０６，６０６，９０６，１００６，１１０６，１１０６，１３０６，１４０６ ＦＥＣ符号器
４１８，６２６，９２６，１０２６，１１２６，１３２６，１４２６ ＦＥＣ復号器
４２０，６２４，９２４，１０２４，１１２４，１３２４，１４２４ 分布デマッチャ
６００，９００，１０００，１１００，１２００，１３００，１４００ トランスミッタ部分
６０３，９０３，９１２，９３２，１００３，１０１２，１０３２，１０３４，１１０３，１１１２，１１３２，１２１２，１３１２，１４１２ シリアル／パラレル変換器
６０５，９０５，１００５，１１０５，１２０５ サブキャリアマルチプレクサ
６０７，９０７，１００７，１１０７，１２０７ シンボルマッパ
６０８，９０８，１００８，１１０８，１２０８ ナイキストフィルタリング要素
６０９，９０９，１００９，１１０９，１２０９ 周波数偏移要素
６２０，９２０，１０２０，１１２０，１３２０，１４２０ レシーバ部分
６２７，９２７，１０２７，１１２７，１３２７，１４２７ シンボルデマッパ
６２９，９２９，１０２９，１１２９，１３２９，１４２９ サブキャリアデマルチプレクサ
６２３，９１０，９２３，９３０，１０１０，１０２３，１０３０，１１１０，１１２３，１１３０，１３３０，１４３０ パラレル／シリアル変換器
６２２，９２２，１０２２，１１２２，１３２２，１４２２ 回復されたデータ
１４１４ ビットワイズインターリーバ
１４３４ 逆ビットワイズインターリーバ

Claims (20)

1. 確率的整形及びシンボルレート最適化のための光トランスミッタであって、
   １つ以上のマッチャ要素であり、夫々が、
   当該マッチャ要素によって受信されたバイナリデータにおいて表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、該シンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当て、
   当該マッチャ要素によって受信された前記バイナリデータに対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力する
   よう構成され、
   前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加し、前記各々の整形されたビットシーケンス及び前記集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む第１の複合整形ビットシーケンスを出力するよう構成される単一の系統的誤り訂正符号器と、
   前記第１の複合整形ビットシーケンスの受信された部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成するよう夫々構成される複数のマッピング要素と、
   前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を前記複数のマッピング要素の夫々へ供給するよう構成される第１のシリアル／パラレル変換器と、
   前記複数のマッピング要素によって生成された前記各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合するよう構成されるマルチプレクサと
   を有する光トランスミッタ。
2. マッピング要素の数は、シンボルレート最適化のために選択されるサブキャリアチャネルの数に等しく、前記光伝送路のための伝送媒体の特性及び前記伝送の目標到達範囲に依存する、
   請求項１に記載の光トランスミッタ。
3. 前記１つ以上のマッチャ要素は、２つ以上のマッチャ要素を有し、
   前記光トランスミッタは、
   前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスを結合して第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成し、前記第２の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータを入力として前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成される第１のパラレル／シリアル変換器を更に含む、
   請求項１に記載の光トランスミッタ。
4. 前記光トランスミッタによって受信されたバイナリデータの各々の部分を並列なバイナリデータストリームにおいて前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器と、
   前記並列なバイナリデータストリームの夫々から１つ以上のビットをタップし、該１つ以上のタップされたビットを前記第１のパラレル／シリアル変換器へ供給するよう夫々構成される複数のタップ要素と
   を更に有し、
   前記第１のパラレル／シリアル変換器は、前記複数のタップ要素の夫々から受信された前記１つ以上のタップされたビットを、前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的に付加されるべきプライマリビットとして前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう更に構成される、
   請求項３に記載の光トランスミッタ。
5. 前記光トランスミッタは、結合要素を更に有し、
   前記複数のタップ要素の夫々は、前記１つ以上のタップされたビットを前記結合要素へ供給するよう更に構成され、
   前記結合要素は、前記第１の複合整形ビットシーケンスを前記第１のシリアル／パラレル変換器へ入力として供給する前に、前記複数のタップ要素によって供給された前記タップされたビットを前記第１の複合整形ビットシーケンスに一体化させるよう構成される、
   請求項４に記載の光トランスミッタ。
6. 前記光トランスミッタによって受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を並列なバイナリデータストリームにおいて前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ供給するよう構成される第２のシリアル／パラレル変換器と、
   前記シリアルバイナリデータを前記並列なバイナリデータストリームへ変換する前に、前記光トランスミッタによって受信された前記シリアルバイナリデータから１つ以上のビットをタップし、該１つ以上のタップされたビットを、前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的に付加されるべきプライマリビットとして前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給するよう構成されるタップ要素と
   を更に有する請求項３に記載の光トランスミッタ。
7. 前記光トランスミッタは、結合要素を更に有し、
   前記タップ要素は、前記１つ以上のタップされたビットを前記結合要素へ供給するよう更に構成され、
   前記結合要素は、前記第１の複合整形ビットシーケンスを前記第１のシリアル／パラレル変換器へ入力として供給する前に、前記タップ要素によって供給された前記タップされたビットを前記第１の複合整形ビットシーケンスに一体化させるよう構成される、
   請求項６に記載の光トランスミッタ。
8. 前記１つ以上のマッチャ要素は、単一のマッチャ要素を有する、
   請求項１に記載の光トランスミッタ。
9. 前記単一の系統的誤り訂正符号器は、前記単一のマッチャ要素へ通信上結合され、前記単一のマッチャ要素によって受信された前記バイナリデータに対応する整形されたビットシーケンスを前記単一のマッチャ要素から受信するよう構成され、
   前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を前記複数のマッピング要素の夫々へ供給するために、前記第１のシリアル／パラレル変換器は、シンボルワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用するよう構成される、
   請求項８に記載の光トランスミッタ。
10. 前記単一のマッチャ要素から前記第１の複合整形ビットシーケンスを受信し、
    ビットワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用して、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成し、
    前記第２の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータを入力として前記単一の系統的誤り訂正符号器へ供給する
    よう構成されるビットワイズインターリービング要素を更に有する、
    請求項８に記載の光トランスミッタ。
11. 確率的整形及びシンボルレート最適化による光ネットワーク内の誤り訂正のための方法であって、
    光信号として送信されるべきバイナリデータを受信することと、
    １つ以上のマッチャ要素の夫々によって、当該マッチャ要素へ供給された前記受信されたバイナリデータの部分において表されている複素平面における所与のＭ−ＱＡＭ変調フォーマットのＭ−ＱＡＭコンスタレーションのシンボルへ、該シンボルの目標確率分布に応じて、各々の確率を割り当てることと、
    前記１つ以上のマッチャ要素の夫々によって、当該マッチャ要素へ供給された前記受信されたバイナリデータの前記部分に対応する各々の整形されたビットシーケンスを出力することと、
    前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加して、前記各々の整形されたビットシーケンス及び前記集合的に付加されたパリティビットを表すデータを含む第１の複合整形ビットシーケンスを生成することと、
    前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給し、各マッピング要素が、当該マッピング要素へ供給された前記第１の複合整形ビットシーケンスの前記各々の部分において表されている各シンボルについて各々のコードワードを生成することと、
    前記複数のマッピング要素によって生成された前記各々のコードワードを表すバイナリデータをサブキャリア多重化によって光伝送路上での伝送のために結合することと
    を有する方法。
12. マッピング要素の数は、シンボルレート最適化のために選択されるサブキャリアチャネルの数に等しく、前記光伝送路のための伝送媒体の特性及び前記伝送の目標到達範囲に依存する、
    請求項１１に記載の方法。
13. 前記１つ以上のマッチャ要素は、２つ以上のマッチャ要素を有し、
    前記方法は、前記２つ以上のマッチャ要素によって出力された前記各々の整形されたビットシーケンスを結合して第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成することを更に含み、
    前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、前記パリティビットを前記第２の複合整形ビットシーケンスに付加することを有する、
    請求項１１に記載の方法。
14. 前記光伝送路を介して、前記第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信することと、
    前記第１の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータから前記集合的に付加されたパリティビットを取り出すことと、
    前記集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第３の複合整形ビットシーケンスを出力することと、
    前記第３の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を２つ以上のデマッチャ要素の夫々へ供給することと、
    前記２つ以上のデマッチャ要素の夫々によって、前記第３の複合整形ビットシーケンスの前記各々の部分から、前記光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することと
    を更に有する請求項１３に記載の方法。
15. 前記方法は、
    前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ、並列なバイナリデータストリームにおいて、伝送のために受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を供給することと、
    前記並列なバイナリデータストリームの夫々から１つ以上のビットをタップすることと
    を更に有し、
    前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、前記第２の複合整形ビットシーケンスに対して、前記複数のタップ要素の夫々から受信された前記１つ以上のタップされたビットを追加パリティビットとして付加することを更に有する、
    請求項１３に記載の方法。
16. 前記方法は、
    前記２つ以上のマッチャ要素の夫々へ、並列なバイナリデータストリームにおいて、伝送のために受信されたシリアルバイナリデータの各々の部分を供給することと、
    前記シリアルバイナリデータを前記並列なバイナリデータストリームに変換する前に、前記受信されたシリアルバイナリデータから１つ以上のビットをタップすることと
    を更に有し、
    前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、前記第２の複合整形ビットシーケンスに対して、前記受信されたシリアルバイナリデータからの前記１つ以上のタップされたビットを追加パリティビットとして付加することを更に有する、
    請求項１３に記載の方法。
17. 前記１つ以上のマッチャ要素は、単一のマッチャ要素を有する、
    請求項１１に記載の方法。
18. 前記光伝送路を介して、前記第１の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを受信することと、
    前記第１の複合整形ビットシーケンスを表す前記バイナリデータから前記集合的に付加されたパリティビットを取り出すことと、
    前記集合的に付加されたパリティビットが取り出されている第２の複合整形ビットシーケンスを出力することと、
    前記第２の複合整形ビットシーケンスを単一のデマッチャ要素へ供給することと、
    前記単一のデマッチャ要素によって、前記第２の複合整形ビットシーケンスから、前記光伝送路を介して受信された情報を表すバイナリデータを回復することと
    を更に有する請求項１７に記載の方法。
19. 前記第１の複合整形ビットシーケンスの各々の部分を複数のマッピング要素の夫々へ供給することは、シンボルワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用することを有する、
    請求項１７に記載の方法。
20. 前記方法は、
    前記単一のマッチャ要素から前記第１の複合整形ビットシーケンスを受信することと、
    ビットワイズのインターリービングを前記第１の複合整形ビットシーケンスに適用して、第２の複合整形ビットシーケンスを表すバイナリデータを生成することと
    を更に有し、
    前記各々の整形されたビットシーケンスにわたって集合的にパリティビットを前記各々の整形されたビットシーケンスに付加することは、パリティビットを前記第２の複合整形ビットシーケンスに付加することを有する、
    請求項１７に記載の方法。

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