2017 Fiscal Year Annual Research Report
Weakly-coupled mode-multiplexedfiber transmission
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16H04366
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
五十嵐 浩司 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80436534)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 光ファイバ通信 / モード多重 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(1) ファイバ型モード多重分離器の試作・性能評価 : ファイバカプラベースの6モード多重器・多重分離器を試作し、その性能を評価した。C帯波長領域において、4 dB以下の挿入損失、モード間クロストーク-16dB以下が達成された。これらを用いた送受信器対向構成において、6モード偏波多重QPSK光信号のビット誤り率特性を測定した。縮退モード間のみを等化する4x4MIMOを用いたとしても、受信感度ペナルティは3 dB以下であることが示され、弱結合モード多重伝送に使用可能であることが示された。
(2) 低モード依存利得EDFAの試作・性能評価 : 光増幅に用いるエルビウム添加ファイバにおいて、コア領域以上に広範囲にエルビウムを添加することで利得のモード依存性が抑圧可能である。実際に、このようなエルビウム添加ファイバを試作し、6モード多重用光増幅器に装置化した。その性能を評価した結果、C+L帯波長領域において、16 dB以上の利得と5 dB以下のモード依存性が達成された。これを用いたC+L帯波長多重・6モード多重・偏波多重QPSK光信号の90 km伝送実験を行い、266 Tbit/s容量が達成された。ただし、光増幅器でのモード間結合が十分抑圧できず、弱結合モード多重伝送への適用は困難であった。
(3) 弱結合モード多重伝送実験 : C+L帯波長多重・10モード多重偏波多重QPSK光信号の80 km伝送を行うことで、単一コアファイバで世界レコードとなる260Tbit/s伝送実験に成功した。10モードファイバ伝送やモード多重・多重分離における異種LP間の結合を可能な限り抑圧することで、モード間クロストーク補償用MIMO行列サイズを4x4まで減少することが可能となり、弱結合モード多重技術の有効性が示された。
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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
弱結合10モード多重伝送実験を実施し単一コアファイバ伝送における世界レコードの伝送容量260Tbit/sを達成したことで、本研究の目的である弱結合モード多重技術の有効性は示すことができた。その一方で、ファイバ型モード多重分離器およびモード多重用光アンプといった個々のデバイス開発に関しては、まだまだ改良の余地は残されている。平成30年度は、デバイ開発の優先度を上げて、モード多重器のモード多重数増大やモード多重用光アンプのモード間クロストーク抑圧に注力する。
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| Strategy for Future Research Activity |
弱結合モード多重伝送におけるさらなる容量拡大には、10という大きなモード多重数において、各光デバイスでの異種LPモード間の結合をさらに抑圧することが必須である。現状では異種LPモード間結合は-15 dB程度であるが、これをあと3 dB程度抑圧できれば偏波多重16QAM光信号への適用が可能となり、容量が2倍となる。このためには、10モード多重器・多重分離器および10モード多重用光アンプのモード間クロストークを抑圧がポイントとなる。前者に関しては、平成29年度成果の延長技術で達成可能と考えている。後者に関しては、さらなる光学系最適化によってモード間クロストークが抑圧された光アンプの2次試作を行う。
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