2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study on a novel modulation scheme for optical fiber communication based on nonlinear wave theory
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19H02140
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
丸田 章博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40252613)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
久野 大介 大阪大学, 工学研究科, 助教 (40802088)
三科 健 大阪大学, 工学研究科, 准教授 (90466368)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 光ファイバ通信 / 変復調方式 / 非線形光学効果 / 可積分系 / 逆散乱変換 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
光固有値変調方式は、ファイバ中の光パルスの伝搬が非線形シュレディンガー方程式で記述される限り、逆散乱変換で用いられる固有値方程式の固有値が保存量となることを理論的根拠とする変調方式である。そのため、送信側で変調された固有値を、受信側で誤りなく、かつ、効率的に取り出すことが、この方式の最重要課題である。そのためには、コヒーレント受信された複素包絡線振幅を離散時間サンプリングして得られた複素数の時系列データを代入した固有値方程式を数値的に解いて、如何に正確かつ効率的に固有値を求めるかが重要である。
令和3年度には、12個の固有値の有無に情報をのせた4096値信号（ビットレート11.3Gbit/s）にニューラルネットワーク復調を適用し、50km伝送後の超多値固有値変調信号が復調可能であることを、実験により実証した。
また、固有変調信号を波長分割多重した場合に、チャネル間の相互位相変調によって固有値変調された信号が被る影響を定量的に調べ、複数の固有値を持つ信号のパルス広がりを抑えるためには、チャネル間隔（周波数間隔）を広くとる必要があることが分かった。このチャネル間相互作用の少ない光パルスとして、分散値の符号が周期的に変化する分散マネージメント伝送路を伝搬する周期的に定常なパルスである分散マネージメントソリトンを考え、異常分散ファイバ区間での固有値が保存されることを示し、固有値変調が可能であることを示した。
さらに、より高速な復調アルゴリズムとして、複素モーメント型固有値解法による固有値検出法を提案し、昨年度は、従来の復調法と同程度の精度での復調が可能であることを示した。今年度は、ニューラルネットワークによる復調器と接続し、4点の固有値の光ファイバ通信系において、従来と遜色ない通信が行えることを原理確認実験により示した。
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| Research Progress Status |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和3年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(16 results)
