JP6930118B2 - 混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネル - Google Patents

Description

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、混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルに関する。

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も良い。

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しっかりパックされる。

一態様では、開示の方法は、混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルの送信のためのものである。方法は、光伝送路に渡り伝送されているスーパーチャネルについて、該スーパーチャネルに含まれる少なくとも１つのサブキャリアのボーレートを変更するステップを有しても良い。変更するステップの後に、方法は、スーパーチャネルの中の少なくとも２つのサブキャリアが異なるボーレートを有し得るように、光伝送路に渡りスーパーチャネルを送信するステップを有しても良い。

方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、前方誤り訂正モジュールを用いてボーレートを変更するステップを更に有しても良い。

方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、光送信機を用いてボーレートを変更するステップを更に有しても良い。

方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、ボーレートを減少するステップを更に有しても良い。方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、ボーレートを増大するステップを更に有しても良い。

方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、スーパーチャネルの全体のボーレートを減少するステップを更に有しても良い。方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、スーパーチャネルの全体のボーレートを維持するステップを更に有しても良い。

方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に依存しても良い。方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に関して対称的に、ボーレートを変更するステップ、を更に有しても良い。方法の開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートを変更するステップは、少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリアについてボーレートを設定するステップ、を更に有しても良い。

別の態様では、開示の光トランスポートネットワークは、混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルの送信のためのものである。光トランスポートネットワークは、光送信機と光受信機とを含み、スーパーチャネルを送信する光伝送路を有しても良い。光トランスポートネットワークでは、ボーレートは、スーパーチャネルに含まれる少なくとも１つのサブキャリアについて変更されても良い。光トランスポートネットワークにおいてボーレートが変更された後に、スーパーチャネルの中の少なくとも２つのサブキャリアは、異なるボーレートを有しても良い。

光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、光伝送路に沿って光送信機より前にある前方誤り訂正モジュールを用いて変更されても良い。光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、光送信機を用いて変更されても良い。

光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、ボーレートを減少するよう変更されても良い。光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、ボーレートを増大するよう変更されても良い。

光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートが変更された後、スーパーチャネルの全体のボーレートは、減少されても良い。光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートが変更された後、スーパーチャネルの全体のボーレートは、維持されても良い。

光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に基づき変更されても良い。光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に関して対称的に変更されても良い。光トランスポートネットワークの開示の実施形態のうちの任意のものにおいて、ボーレートは、少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリアについてボーレートを設定するよう変更されても良い。

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、添付の図と共に以下の説明を参照する。
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。 スーパー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。 スーパーチャネルサブキャリア監視のための光制御プレーン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。 スーパーチャネルパワースペクトルの実施形態の選択された要素である。 スーパーチャネルパワースペクトルの実施形態の選択された要素である。 スーパーチャネルパワースペクトルの実施形態の選択された要素である。 スーパーチャネルパワースペクトルの実施形態の選択された要素である。 スーパーチャネルパワースペクトルの実施形態の選択された要素である。 混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する方法の選択された要素のフローチャートである。

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。

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。

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も良く、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も良い。

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を有しても良い。

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も良い。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も良い。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を有しても良い。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も良い。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も良い。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も良い。

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も良い。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も良い。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」とも称されても良い。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も良い。

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も良い。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も良い。

近年、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した。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。したがって、スーパーチャネルでは、サブキャリアは、従来のＤＷＤＭより密にパックされ少ない光スペクトルしか消費しない。スーパーチャネルの別の異なる特徴は、スーパーチャネルの中のサブキャリアが、同じ送信元から同じ宛先へ伝搬し、伝送中にＯＡＤＭを用いて追加又は除去されないことである。光ネットワークにおいて高スペクトル効率（ＳＥ）を達成する技術は、１００Ｇｂ／ｓ以上のデータレートでのＬｏｎｇ−ｈａｕｌ伝送のためにＤＰ−ＱＰＳＫ（dual−polarization quadrature phase−shift keying）を用いて変調されたスーパーチャネルを含み得る。特定の実施形態では、Ｎ−ＷＤＭ（Nyquist wavelength−division multiplexing）がスーパーチャネルで用いられても良い。Ｎ−ＷＤＭ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２も参照）。

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を有しても良い。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、又は装置を有しても良い。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、を有しても良い。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も良い。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に含まれても良く、光送信機１０２と関連して使用されても良い。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も良い。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も良い。

マルチプレクサ１０４は、送信機１０２に結合されても良く、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も良い。

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も良い。光増幅器１０８は、特定長のファイバ１０６の前及び／又は後に置かれても良い。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も良い。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も良い。この増幅は、光−電気又は電気−光変換により実行されても良い。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も良い。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）を有しても良い。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も良い。

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に結合されても良い。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も良い。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も良く、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を通過しても良い。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。

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）を表しても良い。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も良い。

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。

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も良い。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も良い。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も良い。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も良い。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も良い。

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を有しても良い。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も良い。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信号を伝送しても良い。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も良い。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も良い。

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も有しても良い。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）ために処理しても良い。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を有しても良い。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、光信号を復調しても良い。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も良く、又はその後段にあっても良い。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も良い。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、データを復調しても良い。

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、変調技術を用いても良い。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）を有しても良い。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も良い。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変換されても良い。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も良い。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。

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も良い。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も良い。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。

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つの位相を用いる二相ＰＳＫ（BPSK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つの位相を用いる直角ＰＳＫ（QPSK、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、オフセットされても良い。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も良い。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も良い。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。

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。

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、スーパーチャネルを送信しても良い。スーパーチャネルの中では、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、固定帯域幅に密にパックされ、４００Ｇｂ／ｓ、１Ｔｂ／ｓ、又はそれより高いような非常に高いデータレートで送信されても良い。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１０１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しっかりパックされても良い。

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も良く、制御プレーンのコンポーネントを構成し管理しても良い。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）を有しても良い。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も良く、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も良い。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も良い。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）を有しても良い。

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も良い。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も良い。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も良い。

動作中、光トランスポートネットワーク１０１は、スーパーチャネルを送信するために使用されても良い。スーパーチャネルの中では、複数のサブキャリア信号が、固定帯域幅に密にパックされ、４００Ｇｂ／ｓ、１Ｔｂ／ｓ、又はそれより高いような非常に高いデータレートで送信されても良い。上述のように、光スーパーチャネルは、チャネル毎に４００Ｇｂ／ｓ及び１Ｔｂ／ｓのデータレートで信号を送信する有望なソリューションを提示し得る。スーパーチャネルの中の近隣のサブキャリア同士の線形クロストークを最小限に抑えるために、ナイキストフィルタリングが送信機において適用され、サブキャリア周波数帯を成形しても良い（図２も参照）。スーパーチャネルによる種々の送信経験は、スーパーチャネルの中の各々のサブキャリアが近隣のサブキャリアとの異なる量の線形及び非線形相互作用（クロストーク）を経験することがあり、その結果、異なる受信ＯＳＮＲペナルティを生じることを明らかにしている。スーパーチャネルの中のサブキャリアは、受信機１１２において観察される異なる程度のＢＥＲ（bit rate error）、したがってＯＳＮＲを示し得ることが報告されている。例えば、スーパーチャネルの中央帯域の中にあるサブキャリアは、スーパーチャネルの端の帯域にあるサブキャリアと比べて、非線形相互作用に起因するより大きなＢＥＲに苦しむことがある。このような、スーパーチャネルのサブキャリアの間のＢＥＲの変化は、光トランスポートネットワーク１０１のオペレータにとって望ましくない場合がある。光トランスポートネットワーク１０１のオペレータ（又はネットワークサービスプロバイダ）は、運用上及び経済的理由から、全ての伝送チャネルについて均一な性能を望み得る。さらに、スーパーチャネルが１又は複数のＲＯＡＤＭノードを通じて伝送されるとき、スーパーチャネルの中の端のサブキャリアは、通過帯域縮小（passband narrowing：ＰＢＮ）に起因する劣化に苦しむことがある。

本願明細書に更に詳述するように、全てのサブキャリアについて均一ボーレートを使用する代わりに、混合ボーレートサブキャリアを用いてスーパーチャネルを送信する方法及びシステムが開示される。より低いボーレートサブキャリアは、ファイバ非線形性に対するより高い耐性を有するので、特定のサブキャリアのボーレートを選択的に減少することは、スーパーチャネル内のＯＳＮＲペナルティを減少させ又は等化し得る。

図２を参照すると、スーパーチャネルの一実施形態の選択された要素が、５個のサブキャリアを示すスーパーチャネルパワースペクトル２００として示される。スーパーチャネルパワースペクトル２００のために使用されるデータは実際に測定された値ではないが、図示のパワースペクトルは、実際のスーパーチャネルの特徴であり得る。スーパーチャネルパワースペクトル２００では、サブキャリアは、それぞれ、２００Ｇｂ／ｓ ＤＰ−１６−ＱＡＭ信号で変調されても良い。さらに、各々のサブキャリア帯域は、０．１５のロールオフ（roll−off）係数を用いるルートレイズドコサイン方法を用いて、送信機において電気的ナイキストパルス成形を施されている。図２に示すように、Ｂ_ＳＣは、固定スーパーチャネル伝送帯域を表し、Δｆは、サブキャリア周波数間隔を表す。特定の実施形態では、サブキャリア周波数間隔Δｆは、３５ＧＨｚであり、それぞれサブキャリアに対応する各々の中心周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４、ｆ_５の間で均一であっても良い。サブキャリア周波数間隔Δｆは、隣接サブキャリア間の有意な線形クロストークを防ぐために十分広くなるよう選択されても良い。各々のサブキャリアの光信号は、光カプラを用いて多重化され、例えば１Ｔｂ／ｓの集約データレートを有する固定伝送帯域Ｂ_ＳＣの中の単一のスーパーチャネルを形成しても良い。留意すべきことに、固定スーパーチャネル伝送帯域Ｂ_ＳＣ、サブキャリア周波数間隔Δｆ、及び全体集約データレートの異なる値は、スーパーチャネルパワースペクトル２００をもたらし得る。図２には、一定パワーレベルＰ_ＳＣも示される。Ｐ_ＳＣは、５個のサブキャリアの各々と実質的に類似の又は等しいスーパーチャネルのパワーレベルである。したがって、Ｐ_ＳＣは、サブキャリアの各々の平均パワーレベルに対応し得る。

標準的なＤＷＤＭネットワークでは、システム性能は、各々の波長チャネルの波長グリッドへの割り当てに依存し得ることが知られている。したがって、長い波長チャネルは、短い波長チャネルに比べて、少ない非線形機能障害にしか遭わない。スーパーチャネルに基づくＷＤＭシステムの例では、Ｃバンドのような伝送帯域に渡るサブキャリアエラーレートの波長依存性に加えて、個々のサブキャリアエラーレート（又は受信機におけるＯＳＮＲ）のスーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル割り当てへの依存性が、（クロストークのような）非線形機能障害の形で観察されている。線形クロストークは、２つの隣接サブキャリアの間（サブキャリア間）で観察され、隣接サブキャリアの周波数ドメインにおける重なり合いの程度又は範囲に依存し得る。ナイキストパルス成形の使用は、図２に示すように、少なくとも部分的には、周波数ドメインにおいて互いに実質的に重なり合わないナイキスト成形サブキャリア（スペクトルパルス）のほぼ垂直なエッジにより、隣接サブキャリア間の線形クロストークの最小レベルを維持する効果的な手段を提示し得る。非線形クロストークも、観察され、光ファイバ伝送中に非線形相互作用から生じ得る。

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つのチャネルからの位相情報、振幅情報、又はそれら両者がスーパーチャネルの中の隣接チャネルに変調されるとき、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、スーパー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。

単一のスーパーチャネルについて、シミュレートされた周波数スペクトル２００に示されるサブキャリアのうちの少なくとも幾つかは、個々のサブキャリアの間のＯＳＮＲの変動を低減するよう、異なるボーレートにより変更されても良い。上述のように、スーパーチャネルが１又は複数のＲＯＡＤＭノードを通じて伝送されるとき、スーパーチャネルの中の端のサブキャリアは、ＰＢＮに起因する劣化に苦しむことがある。このような場合には、例えば、端のサブキャリアのボーレートは、Ｂ_ＳＣを減少することにより（図４Ａを参照）、ＰＢＮに対応するよう減少されても良い。他の例では、スーパーチャネルの中の他のサブキャリアは、ボーレートを減少することにより、スペクトル的に狭められても良い。幾つかの例では、幾つかのサブキャリアは、増大したボーレートにより送信されても良く、一方で、他のサブキャリアは、減少したボーレートにより送信される。したがって、混合ボーレートサブキャリアがスーパーチャネルの中で送信されるとき、Ｂ_ＳＣは変化しない。

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制御システム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も良く、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も良い。制御システム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も良い。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も良い。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も良い。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も良い。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に提供されても良い。

図３に示すように、制御システム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）を格納しても良い。プロセッサ３０８は、制御システム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も良い。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もよいが、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。

図３の制御システム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も良い。ネットワークインタフェース３１４は、制御システム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も良い。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も良い。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も良い。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も良い。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も良い。

特定の実施形態では、制御システム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も良い。例えば、制御システム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も良い。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、等を有しても良いが、これらに限定されない。代替又は追加で、制御システム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も良い。

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も良く、近隣及び近隣同士の間のリンクの発見を担っても良い。言い換えると、発見モジュール３１２は、発見プロトコルに従って発見メッセージを送信しても良く、光信号送信経路に関するデータを受信しても良い。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も良いが、これらに限定されない。

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も良い。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に移植しても良い。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も良い。

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も良い。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も良い。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も良い。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も良い。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に更に格納しても良い。

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かえるエンド−エンドサービスを設定、変更、及び取り壊しに関連する機能を提供しても良い。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、制御システム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も良い。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も良い。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も良い。

制御システム３００の動作において、所望の光ネットワーク経路が提供されたとき、１又は複数のスーパーチャネルの伝送パラメータが計算されても良い。伝送パラメータは、各々のサブキャリアのボーレートを含んでも良い。このように、混合ボーレートサブキャリアは、本願明細書に記載のように、スーパーチャネルの中に実装されても良い。

図４を参照すると、スーパーチャネルの一実施形態の選択された要素が、ＰＢＮを受ける４個のサブキャリア４０２を示すスーパーチャネルパワースペクトル４００として示される。図４に示すように、中心周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４にあるサブキャリアは、説明の明確化のために、簡略化した形式で示されるが、依然として、シミュレートされる周波数スペクトル２００（図２を参照）に示されるサブキャリア帯域と実質的に同様であっても良い。スーパーチャネルパワースペクトル４００では、端のサブキャリア（スーパーチャネルの中のそれらの端の位置に関連して）は、それらのボーレートを減少するよう変更されており、サブキャリア４０４−１及び４０４−４として示される。一方で、サブキャリア４０４−１及び４０４−４の非変更バージョンは、それぞれグレイで示される。サブキャリア４０４−１及び４０４−４のボーレートが減少した結果として、スーパーチャネルは、ＰＢＮ４０２からの劣化をあまり受けないで良い。これは、スーパーチャネルが、特定の光伝送路に沿う１又は複数のＲＯＡＤＭを通過することから生じ得る。したがって、パワースペクトル４００のスーパーチャネルは、幾らか狭い帯域幅を有しても良く、ＰＢＮ４０２に対するより大きな耐性があっても良い。サブキャリア４０４−１（ｆ_１）及び４０４−４（ｆ_４）の減少したボーレートに起因して、サブキャリア対（ｆ_１，ｆ_２）及び（ｆ_３，ｆ_４）の間のスペクトル間隔がより大きいので、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアに対するより小さな線形効果が観察され得る。さらに、ＯＳＮＲペナルティは、全てのサブキャリアの間で等化され得る。これは望ましい。

以下に図７に示すスーパーチャネルの例示的なスペクトルは４個のサブキャリア帯域と共に示されるが、本願明細書に記載の方法は異なる数のサブキャリア帯域を有するスーパーチャネルに対して実施できることに留意する。例えば、スーパーチャネルが４、６、８、１０等のような偶数個のサブキャリアを有しても良いとき。また、ボーレートの変更されたサブキャリアの数が４以上である例では、ボーレート変更の大きさは、スーパーチャネルの中のサブキャリアの位置に依存しても良い。種々の実施形態では、本願明細書に記載のように、混合ボーレートサブキャリアがスーパーチャネルと共に使用されるとき、ボーレートは、スーパーチャネルの中のスペクトル位置に関して対称的であっても良い。したがって、例えば、ｆ_１及びｆ_４におけるサブキャリアは、（未変更の、増大された、又は減少された）第１のボーレートを有しても良い。一方で、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアは、（未変更の、増大された、又は減少された）第２のボーレートを有しても良い。

図４Ｂを参照すると、スーパーチャネルの一実施形態の選択された要素が、中心周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４にある４個のサブキャリアを示すスーパーチャネルパワースペクトル４０１として示される。パワースペクトル４０１では、ＰＢＮ４０３は、図４Ａに示したＰＢＮ４０２とは対照的に、スーパーチャネルの全体の帯域幅を制限しない。したがって、パワースペクトル４０１では、サブキャリアボーレートの変更の前に、非線形効果は、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアのＯＳＮＲペナルティを支配し得る。スーパーチャネルパワースペクトル４０１では、サブキャリア４０４−１（ｆ_１）及び４０４−４（ｆ_４）は、それらのボーレートを減少するよう変更されている。一方で、サブキャリア４０４−１及び４０４−４の未変更バージョンは、それぞれグレイで示される。さらに、僅かな周波数シフトΔｆが、サブキャリア４０４−１及び４０４−４に対し、パワースペクトル４０１の端へ向かい外側に適用されている。サブキャリア４０４−１（ｆ_１）及び４０４−４（ｆ_４）のボーレートの減少、及び周波数シフトΔｆの結果として、スーパーチャネルは、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアのＯＳＮＲペナルティをあまり受けなくても良い。このように、スーパーチャネルの中の全てのサブキャリアの間のＯＳＮＲペナルティは等化され得る。これは望ましい。

図５を参照すると、スーパーチャネルの一実施形態の選択された要素が、中心周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４にある４個のサブキャリアを示すスーパーチャネルパワースペクトル５００として示される。パワースペクトル５００では、ＰＢＮ５０２は、図４Ａに示したＰＢＮ４０２とは対照的に、スーパーチャネルの全体の帯域幅を制限しない。したがって、パワースペクトル５００では、サブキャリアボーレートの変更の前に、非線形効果は、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアのＯＳＮＲペナルティを支配し得る。スーパーチャネルパワースペクトル５００では、サブキャリア５０４−２（ｆ_２）及び５０４−３（ｆ_３）は、それらのボーレートを減少するよう変更されている。一方で、サブキャリア５０４−２及び５０４−３の未変更バージョンは、それぞれグレイで示される。サブキャリア５０４−２（ｆ_２）及び５０４−３（ｆ_３）のボーレートの減少の結果として、スーパーチャネルは、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアのＯＳＮＲペナルティをあまり受けなくても良い。このように、スーパーチャネルの中の全てのサブキャリアの間のＯＳＮＲペナルティは等化され得る。これは望ましい。

図６を参照すると、スーパーチャネルの一実施形態の選択された要素が、中心周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４にある４個のサブキャリアを示すスーパーチャネルパワースペクトル６００として示される。パワースペクトル６００では、ＰＢＮ６０２は、図４Ａに示したＰＢＮ４０２とは対照的に、スーパーチャネルの全体の帯域幅を制限しない。したがって、パワースペクトル６００では、サブキャリアボーレートの変更の前に、非線形効果は、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアのＯＳＮＲペナルティを支配し得る。スーパーチャネルパワースペクトル６００では、サブキャリア６０４−２（ｆ_２）及び６０４−３（ｆ_３）は、それらのボーレートを増大するよう変更されている。一方で、サブキャリア６０４−１（ｆ_１）及び６０４−４（ｆ_４）は、それらのボーレートを減少するよう変更されている。サブキャリアの未変更バージョンは、それぞれグレイで示される。さらに、パワースペクトル５００では、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４は、スーパーチャネルの端に向かって僅かにシフトされている。具体的には、周波数ｆ_１及びｆ_４は、第１の周波数シフトにより外側にシフトされている。一方で、周波数ｆ_２及びｆ_３は、第２の周波数シフトにより外側にシフトされている。パワースペクトル６００における第１及び第２の周波数シフトは、それぞれサブキャリア毎に又はサブキャリア群毎に実行されるボーレート変更の実際の量に依存しても良い。前述の例におけるように、スーパーチャネルの中の全てのサブキャリアの間のＯＳＮＲペナルティは等化され得る。これは望ましい。

さらに、スーパーチャネルの全体のボーレートがボーレート減少のために減少されたパワースペクトル４００、４０１、及び５００とは対照的に、パワースペクトル６００の中のスーパーチャネルの全体のボーレートは維持され得る。例えば、４個のサブキャリアのうちの各々のサブキャリアの不均一なボーレートが３２Ｇｂａｕｄであるとき、スーパーチャネルの全体のボーレートは１２８Ｇｂａｕｄである。パワースペクトル４００、４０１、及び５００におけるように、変更された２個のサブキャリアのボーレートが１６Ｇｂａｕｄまで減少されるとき、スーパーチャネルの全体のボーレートは９６Ｇｂａｕｄである。しかしながら、パワースペクトル６００では、サブキャリア６０４−２（ｆ_２）及び６０４−３（ｆ_３）が、４０Ｇｂａｕｄまでボーレートを増大するよう変更されている。一方で、サブキャリア６０４−１（ｆ_１）及び６０４−２（ｆ_４）は、２４Ｇｂａｕｄまでボーレートを減少するよう変更されている。スーパーチャネルの全体のボーレートは、１２８Ｇｂａｕｄに維持される。スーパーチャネルの同一の全体のボーレートを維持することは、データスループット全体の減少を回避することにより、経済的に有利であり得る。

図７を参照すると、スーパーチャネルの一実施形態の選択された要素が、中心周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４にある４個のサブキャリアを示すスーパーチャネルパワースペクトル７００として示される。パワースペクトル７００では、ＰＢＮ７０２は、図４Ａに示したＰＢＮ４０２とは対照的に、スーパーチャネルの全体の帯域幅を制限しない。したがって、パワースペクトル７００では、サブキャリアボーレートの変更の前に、非線形効果は、ｆ_２及びｆ_３におけるサブキャリアのＯＳＮＲペナルティを支配し得る。スーパーチャネルパワースペクトル７００では、サブキャリア７０４−２（ｆ_２）及び７０４−３（ｆ_３）は、それらのボーレートを減少するよう変更されている。一方で、サブキャリア７０４−１（ｆ_１）及び７０４−４（ｆ_４）は、それらのボーレートを増大するよう変更されている。サブキャリアの未変更バージョンは、それぞれグレイで示される。さらに、パワースペクトル７００では、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、及びｆ_４は、スーパーチャネルの中心周波数に向かって僅かにシフトされている。具体的には、周波数ｆ_１及びｆ_４は、第１の周波数シフトにより中心へ向かって内側にシフトされている。一方で、周波数ｆ_２及びｆ_３は、第２の周波数シフトにより内側にシフトされている。パワースペクトル７００の中の第１及び第２の周波数シフトは、サブキャリア又はサブキャリア群毎にそれぞれ実行されるボーレート変更の実際の量に依存しても良い。前述の例におけるように、スーパーチャネルの中の全てのサブキャリアの間のＯＳＮＲペナルティは等化され得る。これは望ましい。パワースペクトル６００について上述したように、パワースペクトル７００の中のスーパーチャネルの全体のボーレートは、データスループット全体の低下を伴わず、維持できる。これは望ましい。

パワースペクトル４００、４０１、５００、６００、及び７００では、説明の明確さのために４個のサブキャリアのみが示されるが、異なる更なる数のサブキャリアが本願明細書に記載の混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルの送信のための方法及びシステムと共に使用されても良いことに留意する。

１つの例示的な実施形態では、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４及びｆ_５にある５個のサブキャリアを有し、ｆ_１及びｆ_５にあるサブキャリアのボーレートは、ｆ_２及びｆ_４にあるサブキャリアのボーレートと同じ又はそれより小さくなるよう変更されても良い。一方で、本例の中心サブキャリアｆ_３のボーレートは、変更されずに維持されても良い。さらに、周波数ｆ_１及びｆ_５は、周波数ｆ_２及びｆ_４がスーパーチャネルの端に向かってシフトされ得る第２の周波数シフトと同じ又はそれより大きい第１の周波数シフトにより、スーパーチャネルの端に向かってシフトされても良い。一方で、ｆ_３の周波数は不変のまま維持されても良い。

別の例示的な実施形態では、周波数ｆ_１、ｆ_２、ｆ_３、ｆ_４、及びｆ_５にある５個のサブキャリアを有し、ｆ_１及びｆ_５にあるサブキャリアのボーレートは変更されずに維持されても良い。中心サブキャリアｆ_３のボーレートは、ｆ２及びｆ４にあるサブキャリアのボーレートと同じ又はそれより小さくなるよう変更されても良い。さらに、周波数ｆ_２及びｆ_４は、周波数シフトによりスーパーチャネルの端に向かってシフトされても良い。一方で、ｆ_３の周波数は不変のまま維持されても良い。

同様のアプローチは、他の数のサブキャリア、奇数又は偶数にも使用できる。ここで、サブキャリアは、スーパーチャネルの中のサブキャリアの位置に基づき、同量の周波数シフトを有し又は有しないで、ボーレートの観点で対称的に変更される。本願明細書に記載のように、ボーレート及び個々のサブキャリア周波数は変更されても良いが、スーパーチャネルの全体の帯域幅は、固定されたままであっても良く、関連するＩＴＵ伝送標準に従っても良い。

より多数のサブキャリアを有するスーパーチャネルを有する幾つかの実施形態では、特定の隣接サブキャリアは、サブキャリア帯域にグループ化されても良い。サブキャリア帯域の中の各々のサブキャリアは、所与の周波数シフトを有し又は有しないで、共通ボーレートを割り当てられても良い。例えば、以下の表１は、１０個のサブキャリアと、それぞれ２個のサブキャリアの５個のサブキャリア帯域と、を有するスーパーチャネルのボーレート割り当てを示す。

［表１］スーパーチャネルの中のサブキャリア帯域の例

表１で、サブキャリア帯域Ａ及びＥはボーレートＢＲ１を有し、サブキャリア帯域Ｂ及びＤはボーレートＢＲ２を有し、一方、サブキャリア帯域Ｃ及びＤはボーレートＢＲ３を有する。ボーレートは、ボーレートを減少すること又はボーレートを増大することにより、前述の例で説明したように変更されても良い。さらに、例えばＰＢＮが制限的でないとき、前述の例において説明したように、周波数シフトがサブキャリア帯域毎に適用されても良い。

図８を参照すると、本願明細書で記載されるような、混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する方法８００の一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の形式で示される。方法８００は、光トランスポートネットワーク１０１を用いて実行されても良い。幾つかの実施形態では、ネットワーク管理システム３００は、上述のように、変更されたボーレート及び関連する周波数シフトを決定するために、及びボーレート及び周波数シフトを光トランスポートネットワークの中のコンポーネントに通信するために、使用されても良い。留意すべきことに、方法８００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も良く或いは再配置されても良い。

方法８００は、ステップ８０２で、光伝送路に渡り伝送されているスーパーチャネルに含まれる少なくとも１つのサブキャリアのボーレートを変更することにより、開始しても良い。ステップ８０２で、ＦＥＣモジュールが、ボーレートを変更するために使用されても良い。ステップ８０２で、光送信機が、ボーレートを変更するために使用されても良い。ブロック８０２で、ボーレートは減少されても良い。ブロック８０２で、ボーレートは増大されても良い。ブロック８０２で、スーパーチャネルの全体のボーレートは減少されても良い。ブロック８０２で、スーパーチャネルの全体のボーレートは維持されても良い。ステップ８０２で、ボーレートを変更するステップは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に依存しても良い。ステップ８０２で、ボーレートは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に関して対称的に変更されても良い。ステップ８０２で、ボーレートは、少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリア帯域について、設定されても良い。ステップ８０４で、スーパーチャネルは、スーパーチャネルの中の少なくとも２つのサブキャリアが異なるボーレートを有するように、光伝送路に渡り送信されても良い。

本願明細書に記載のように、混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する方法及びシステムは、伝送中に被る光信号対雑音比の不利益を改善し又は等化するために、特定のサブキャリアのボーレートを変更するステップを含む。追加の周波数シフトが、個々のサブキャリアに適用されても良い。ボーレート変更及び周波数シフトは、スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置について対称的であっても良い。

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。

以上の実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
（付記１) 混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する方法であって、前記方法は、
光伝送路に渡り送信されているスーパーチャネルについて、前記スーパーチャネルに含まれる少なくとも１つのサブキャリアのボーレートを変更するステップと、
前記変更するステップの後に、前記光伝送路に渡り前記スーパーチャネルを送信するステップであって、前記スーパーチャネルの中の少なくとも２つのサブキャリアは異なるボーレートを有する、ステップと、
を有する方法。
（付記２) 前記ボーレートを変更するステップは、
前方誤り訂正モジュールを用いて前記ボーレートを変更するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記３) 前記ボーレートを変更するステップは、
光送信機を用いて前記ボーレートを変更するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記４) 前記ボーレートを変更するステップは、
前記ボーレートを減少するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記５) 前記ボーレートを変更するステップは、
前記ボーレートを増大するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記６) 前記ボーレートを変更するステップは、
前記スーパーチャネルの全体のボーレートを減少するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記７) 前記ボーレートを変更するステップは、
前記スーパーチャネルの全体のボーレートを維持するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記８) 前記ボーレートを変更するステップは、前記スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に依存する、付記１に記載の方法。
（付記９) 前記ボーレートを変更するステップは、
前記スーパーチャネルの中の前記サブキャリアのスペクトル位置に関して対称的に、前記ボーレートを変更するステップ、
を更に有する、付記８に記載の方法。
（付記１０) 前記ボーレートを変更するステップは、
少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリア帯域について前記ボーレートを設定するステップ、
を更に有する、付記１に記載の方法。
（付記１１) 混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する光トランスポートネットワークであって、前記光トランスポートネットワークは、
光送信機と光受信機とを含み、スーパーチャネルを送信する光伝送路であって、前記スーパーチャネルの中の少なくとも２つのサブキャリアが異なるボーレートを有するように、ボーレートは前記スーパーチャネルに含まれる少なくとも１つのサブキャリアについて変更される、光伝送路、
を有する光トランスポートネットワーク。
（付記１２) 前記ボーレートは、前記光伝送路に沿って前記光送信機より前にある前方誤り訂正モジュールを用いて変更される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１３) 前記ボーレートは、前記光送信機を用いて変更される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１４) 前記ボーレートは、前記ボーレートを減少するよう変更される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１５) 前記ボーレートは、前記ボーレートを増大するよう変更される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１６) 前記ボーレートが変更された後に、前記スーパーチャネルの全体のボーレートが減少される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１７) 前記ボーレートが変更された後に、前記スーパーチャネルの全体のボーレートが維持される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１８) 前記ボーレートは、前記スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に基づき変更される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記１９) 前記ボーレートは、前記スーパーチャネルの中の前記サブキャリアのスペクトル位置に関して対称的に変更される、付記１８に記載の光トランスポートネットワーク。
（付記２０) 前記ボーレートは、少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリア帯域について前記ボーレートを設定するよう変更される、付記１１に記載の光トランスポートネットワーク。

２００、４００、４０１、５００、６００、７００ スーパーチャネルパワースペクトル
４０２、４０３、５０２、６０２、７０２ ＰＢＮ（通過帯域縮小）
４０４、５０４、６０４、７０４ サブキャリア

Claims (20)

1. 混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する方法であって、前記方法は、
   光伝送路に渡り送信されている偶数個のサブキャリアを含むスーパーチャネルについて、前記スーパーチャネルに含まれる全てのサブキャリアのボーレートを変更するステップであって、前記全てのサブキャリアのボーレート変更の大きさは、前記スーパーチャネルの中の該サブキャリアのスペクトル位置に関して対称的である、ステップと、
   前記光伝送路に渡り前記スーパーチャネルを送信するステップと、
   を有する方法。
2. 前記ボーレートを変更するステップは、
   前方誤り訂正モジュールを用いて前記ボーレートを変更するステップ、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
3. 前記ボーレートを変更するステップは、
   光送信機を用いて前記ボーレートを変更するステップ、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
4. 前記ボーレートを変更するステップは、
   前記ボーレートを減少するステップ、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
5. 前記ボーレートを変更するステップは、
   前記ボーレートを増大するステップ、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
6. 前記ボーレートを変更するステップは、
   前記スーパーチャネルの全体のボーレートを減少するステップ、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
7. 前記ボーレートを変更するステップは、
   前記スーパーチャネルの全体のボーレートを維持するステップ、
   を更に有する、請求項１に記載の方法。
8. 前記ボーレートを変更するステップは、前記スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に依存する、請求項１に記載の方法。
9. サブキャリア毎に又はサブキャリア群毎に実行されるボーレート変更の量に依存して、前記スーパーチャネルに含まれる前記全てのサブキャリアを周波数シフトするステップ、を更に含む請求項１に記載の方法。
10. 前記ボーレートを変更するステップは、
    少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリア帯域について前記ボーレートを設定するステップ、
    を更に有する、請求項１に記載の方法。
11. 混合ボーレートサブキャリアを有するスーパーチャネルを送信する光トランスポートネットワークであって、前記光トランスポートネットワークは、
    光送信機と光受信機とを含み、偶数個のサブキャリアを含むスーパーチャネルを送信する光伝送路であって、前記スーパーチャネルに含まれる全てのサブキャリアのボーレートは変更され、前記全てのサブキャリアのボーレート変更の大きさは、前記スーパーチャネルの中の該サブキャリアのスペクトル位置に関して対称的である、光伝送路、
    を有する光トランスポートネットワーク。
12. 前記ボーレートは、前記光伝送路に沿って前記光送信機より前にある前方誤り訂正モジュールを用いて変更される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
13. 前記ボーレートは、前記光送信機を用いて変更される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
14. 前記ボーレートは、前記ボーレートを減少するよう変更される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
15. 前記ボーレートは、前記ボーレートを増大するよう変更される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
16. 前記ボーレートが変更された後に、前記スーパーチャネルの全体のボーレートが減少される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
17. 前記ボーレートが変更された後に、前記スーパーチャネルの全体のボーレートが維持される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
18. 前記ボーレートは、前記スーパーチャネルの中のサブキャリアのスペクトル位置に基づき変更される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
19. サブキャリア毎に又はサブキャリア群毎に実行されるボーレート変更の量に依存して、前記スーパーチャネルに含まれる前記全てのサブキャリアは周波数シフトされる、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。
20. 前記ボーレートは、少なくとも２つのスペクトル的に隣接するサブキャリアを有するサブキャリア帯域について前記ボーレートを設定するよう変更される、請求項１１に記載の光トランスポートネットワーク。

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