2016 Fiscal Year Annual Research Report
未開拓な時間－周波数中間領域での光信号処理に関する基礎研究
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16H04365
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
小西 毅 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90283720)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
清水 智 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワークシステム研究所フォトニックネットワークシステム研究室, 研究員 (10533440)
植之原 裕行 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (20334526)
和田 尚也 国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワークシステム研究所, 研究所長 (20358873)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光周波数分割多重 / 光時間分割多重 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の全体構想の主眼は、フーリエ変換に基づく従来の“時間領域”と“周波数領域”における信号の取り扱いを、フーリエ変換の一般化を通して再構築することである。この構想の具体的な目的は、新たに定義した“中間領域”における二次元的な信号の取り扱いを軸にした革新的な光信号処理の創出である。例えば、時間領域と周波数領域で分けられているパケット・回線交換の処理の共通化等において新たな自由度の創出が期待できる。送受信のアプローチのみならず、送受信信号の計測装置、信号処理装置等への展開への指針抽出を目指す。今年度は、時間―周波数中間領域における多重化方式変換を実現するための時間―周波数信号変換プラットフォームの構築の理論検討を行った。“時間領域”と“周波数領域”の交換過程を発展させて、“時間―周波数中間領域”への変換原理に昇華させることを目指して、時間―周波数信号変換の基礎となるフラクショナルフーリエ変換の信号品質を軸にした検討に注力し、信号間干渉に関する課題の抽出を行った。さらに、その具現化のためのデバイス設計・制御技術の確立を目指して、シリコンフォトニクス技術の導入を検討した。実際に、10GHzサブチャネル間隔・4サブチャネルの構成の設計を行い、位相変化量に対する分散波長特性について所望の結果を得た。また、中間領域を活用することにより新しい機能創出が見込めるが、送受信のアプローチのみならず、送受信信号の計測装置、信号処理装置等への展開を念頭に、計測手法のスペクトル分解能の高精度化の検討や新しい技術の情報収集も積極的に行った。特に、“時間領域”と“周波数領域”および“時間―周波数中間領域”での信号評価が重要となるため、活用可能な技術について情報収集を基にした検討を行った。これらの成果の一部については、国際会議、国内会議において報告を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究の全体構想の主眼は、フーリエ変換に基づく従来の“時間領域”と“周波数領域”における信号の取り扱いを、フーリエ変換の一般化を通して再構築することである。この構想の具体的な目的は、新たに定義した“中間領域”における二次元的な信号の取り扱いを軸にした革新的な光信号処理の創出である。今年度は、時間―周波数中間領域における多重化方式変換を実現するための時間―周波数信号変換プラットフォームの構築の理論検討を行った。“時間領域”と“周波数領域”の交換過程を発展させて、“時間―周波数中間領域”への変換原理に昇華させることを目指して、時間―周波数信号変換の基礎となるフラクショナルフーリエ変換の信号品質を軸にした検討に注力し、信号間干渉に関する課題の抽出を行った。さらに、その具現化のためのデバイス設計・制御技術の確立を目指して、シリコンフォトニクス技術の導入を検討した。実際に、10GHzサブチャネル間隔・4サブチャネルの構成の設計を行い、位相変化量に対する分散波長特性について所望の結果を得た。また、中間領域を活用することにより新しい機能創出が見込めるが、送受信のアプローチのみならず、送受信信号の計測装置、信号処理装置等への展開を念頭に、計測手法のスペクトル分解能の高精度化の検討情報収集も積極的に行った。特に、“時間領域”と“周波数領域”および“時間―周波数中間領域”での信号評価が重要となるため、活用可能な技術について情報収集を基にした検討を行った。以上の通り、各検討項目について概ね計画通りに進んでいる。
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| Strategy for Future Research Activity |
時間と周波数の共存した“中間領域”に適した信号処理方法の確立により、例えば、新たな自由度の創出が期待できる時間領域と周波数領域で分けられているパケット・回線交換の処理の共通化等において基本的な処理の実現を検討する。今年度抽出した信号間干渉にの課題に対して中間領域における影響について検討を進める。“時間領域”と“周波数領域”における実際の離散的な信号変換においては、繰り返しが前提となるため信号間干渉が不可避である。また、送受信のアプローチのみならず、送受信信号の計測装置、信号処理装置等への展開への指針抽出を目指す。特に，周波数領域，および時間－周波数中間領域における空間並列度は，構築を目指すプラットホームの自由度に直結する重要な課題となる．時空間変換を介した空間光変調器を用いた線形な方法は，全研究期間を通して原理確認を行うには十分な性能を持ち，フラクショナル度を自由に変化させることが可能である一方で並列度が低い．一方，アレイ光導波路格子を変形したPLC回路やシリコンフォトニクス技術による集積化デバイスは，並列度を高くすることができるが，異なるフラクショナル度に対して設計を個々に変える必要がある．実験的検証を行う予定であるシリコンフォトニクス技術の導入特性も含めこれらの集積化デバイスの設計を並行して検討することにより，時間－周波数中間領域における多重化方式変換を実現するための時間－周波数信号変換プラットホームの構築の検討を推進する予定である．
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