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Burst-mode Receiver with Digital Controls for Multi-rate Optical Packet Networks

Research Project

Project/Area Number 20K04618
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 21060:Electron device and electronic equipment-related
Research InstitutionGifu University

Principal Investigator

Nakamura Makoto  岐阜大学, 工学部, 教授 (10708605)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2024-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2023)
Budget Amount *help
¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2022: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2021: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,040,000 (Direct Cost: ¥800,000、Indirect Cost: ¥240,000)
Keywords電子デバイス・機器 / 高速伝送回路設計 / 光パケット伝送 / マルチレート / 光受信回路 / ディジタル制御 / マルチレート受信回路
Outline of Research at the Start

社会インフラとしての情報流通プラットフォームの実現において、光パケット伝送システムは不可欠な基盤技術で、柔軟で効率の良い通信システム構築には伝送速度が異なるパケット信号を扱うマルチレート化が重要な課題である。本研究はマルチレート光パケット伝送の効率化に向けてパケット応答時間を 1/10 にすることを目標とし、従来の光パケット受信回路にマルチレートに対応する独自のディジタル制御を組み込むことにより達成する。具体的には、①速度(帯域)・利得切替制御、②高速波形歪補償制御、③特性マッピングによるディジタル制御の適用を機能化し、シミュレーションによる検証と集積回路化による動作検証を行う。

Outline of Final Research Achievements

For the progress of the information society, the optical packet transmission system is important for constructing a flexible and efficient information network. To support multi-rate transmission speeds of the optical packet transmission, the optical receiver circuit handling multiple speeds was proposed and verified. For the receiver enables to respond to the multi-rate data packet with high-speed, we devised a high-speed gain and bandwidth control and waveform equalizing with new control technique that combines the high-speed digital control. We evaluated the proposed technique with the circuit simulation, the prototype IC and the FPGA (field programmable gate array) and revealed the effectiveness to handle the multi-rate packet data.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

社会インフラとしてネットワークを構築するためには、様々なシステムを統合した効率のよいネットワークが求められるが、特に様々な伝送速度に対応したマルチレート・ネットワーク化が課題である。この課題を解決するために、信号強度、伝送速度の異なる光パケット信号を受信する必要があるが、これを可能とするディジタル制御を用いて利得と速度をパケット信号の条件に応じて高速に切替える新たな試みを提案、検証したことに学術的な意義がある。本研究成果は、マルチレート光パケット伝送が可能となるため、例えば、光加入者システムやモバイル通信の基地局システムの高度化に寄与するものである。

Report

(5 results)
  • 2023 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2022 Research-status Report
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (11 results)

All 2024 2023 2022 2021

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (9 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results)

  • [Journal Article] PAM4 符号対応CTLE の補償量設計法の検討2022

    • Author(s)
      霜田幸長、生田和也、林宏太、伊藤大輔、中村誠
    • Journal Title

      電気学会論文誌C(電子・情報・システム部門)

      Volume: Vol. 142, No. 1 Pages: 1-5

    • NAID

      130008139016

    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Electrical Dispersion Compensation Circuit for Burst-Mode Optical Transmission Systems2021

    • Author(s)
      三輪 祐三久, 國枝 衛, 石原 直志, 中村 誠, 伊藤 大輔
    • Journal Title

      電子電子情報通信学会論文誌A 基礎・境界

      Volume: J104-A Issue: 5 Pages: 130-134

    • DOI

      10.14923/transfunj.2020JAL2018

    • ISSN
      1881-0195
    • Year and Date
      2021-05-01
    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] トリプルレート・バースト信号対応自動利得制御回路の検討2024

    • Author(s)
      松尾一輝、油品弘輝、富樫惇次、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] 光加入者システム用上り信号対応振幅・時間可変型プリエンファシス回路の提案2023

    • Author(s)
      油品弘輝、牧野文哉、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2023 Annual Research Report
  • [Presentation] PAM4・光パケット信号対応CTLE回路における自動利得制御法の検討2023

    • Author(s)
      小澤海斗、石田翔悟、霜田幸長、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会, A-1-8
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] 25 Gb/s PAM4対応バーストモード・オフセット補償回路の検討2022

    • Author(s)
      牧野文哉、加藤篤史、石原駿輔、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会, A-1-2
    • Related Report
      2022 Research-status Report
  • [Presentation] PAM4 光パケット通信用 CTLE の高速制御回路の検討2022

    • Author(s)
      霜田幸長、林宏太、安藤亘輝、伊藤大輔、中村誠
    • Organizer
      電子情報通信学会総合大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] Feed-Forward Control of PAM4 CTLE for Optical Receivers Based on a Step Response Analysis2021

    • Author(s)
      Yukinaga Shimoda, Kota Hayashi, Daisuke Ito, and Makoto Nakamura
    • Organizer
      International SoC Design Conference (ISOCC2021)
    • Related Report
      2021 Research-status Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] TIAの異なる実装条件に応じた周波数帯域制御方法の提案2021

    • Author(s)
      佐藤優杜、山田拓磨、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 帯域切り替えによるトリプルレート対応低電力可変利得増幅器の検討2021

    • Author(s)
      加藤篤史、湯浅貴文、石原駿輔、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report
  • [Presentation] デジタル制御によるバースト信号対応自動利得制御高速化の一検討2021

    • Author(s)
      石原駿輔、湯浅貴文、加藤篤史、中村誠、伊藤大輔
    • Organizer
      電子情報通信学会ソサイエティ大会
    • Related Report
      2021 Research-status Report

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Published: 2020-04-28   Modified: 2025-01-30  

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