2019 Fiscal Year Research-status Report
光通信網の低遅延化のための変調方式及び波長チャネル数変換技術による光ノードの研究
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19K14985
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
岸川 博紀 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (00759722)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 変調方式 / 4相位相シフトキーイング / 16相直交振幅変調 / 位相感応増幅 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ネットワークの低遅延化は、多くの産業で将来利用が期待される遠隔操作や自動操縦といった情報通信技術を活用した取り組みにおいて重要な課題である。本研究では、ネットワーク間接続光ノードにおける処理遅延を1000分の1程度に低減するため、変調方式変換技術を確立することを目的とする。将来の1テラビット級伝送で適用される4相位相変調(QPSK),直交振幅変調(QAM)に関する変換技術には、波長およびチャネル数の変換技術の確立も必須となる。従来法と比較し省電力で実現できる原理を見出すため、光・電気信号処理技術を用いた変換法を検討する。本年度ではQPSK方式から他方式への変換技術および波長・チャネル数変換技術を検討し、現在のところ以下の実績を得ている。
QPSKから16相直交振幅変調(16QAM)への変調方式変換技術および波長・チャネル数変換技術：光信号処理技術および電気光学効果を用いた変換手法を考案した。具体的には、波長の異なる2つのQPSK信号を、高非線形ファイバ中の位相感応増幅現象を用いてそれぞれ4相振幅変調信号に変換し、それらを受光してIQ変調器のドライブ信号とすることで、任意の波長の連続光光源を変調し16QAM信号に変換する方法である。本提案の実装法、変換特性、信号品質を計算機シミュレーションで明らかにした。変換特性の数値目標である、遅延時間5マイクロ秒以下及びエラー訂正前のビット誤り率3.8×10^(-3)以下は達成できることを明らかにした。本研究成果は国際会議論文として発表するため原稿を投稿している。
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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
研究実績の概要で示したように、当初計画した変調方式間の変換手法が考案・実証できていて、おおむね順調に進捗していると判断している。一方で提案手法には課題があることが分かっており、その対策も考案した。高非線形ファイバ中の位相感応増幅を用いていることから、本手法には位相整合のための工夫が必要であることと、消費電力が大きいことが課題である。これを解決するため、今期では受動的な光回路で同等の変調方式変換および波長・チャネル数変換が達成できる手法も考案した。理論検討の結果実現可能であることが分かっている。変換特性の数値目標である、遅延時間5マイクロ秒以下及びエラー訂正前のビット誤り率3.8×10^(-3)以下は十分達成できるものと見込んでいる。翌期にかけて検討を進めたい。
実験的な検証は装置が年度末に調達したことと、この受動的な回路による手法の考案のため、本年度は実施していない。実験検証も翌期にかけて実施したいと考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
2020年度は、進捗状況で示した改善手法の実験的検証を実施することを考えている。並行して、当初計画に沿って16QAM信号から他への方式変換技術および波長・チャネル数変換技術の研究を行う。16QAMからQPSKへの逆変換を、我々のこれまでの研究成果を基に、波長およびチャネル数の変換技術も含めて検討を進める。変換原理を考案し、変換回路考案、計算機シミュレーション及び基礎実験による動作検証を行う。一旦QPSK信号へ変換できれば、そこから他方式への変換も検討を進める。
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| Causes of Carryover |
(理由)3月末に納品となり、支払いが完了していないため。
(計画)4月に支払いが完了する予定である。
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