2015 Fiscal Year Annual Research Report
コヒーレント光ファイバ通信方式の伝送限界に関する研究
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25249038
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| Research Institution | The University of Tokyo |
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Principal Investigator |
菊池 和朗 東京大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50134458)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 先端的通信 / フォトニックネットワーク |
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| Outline of Annual Research Achievements |
今年度は、Permutation modulationを多次元空間に適用した新たな多次元変調方式を提案・解析した。多次元変調方式を評価するための指標である電力効率と周波数利用効率という2つのパラメータを定義し，これらを用いて性能比較を行った。これらのパラメータを用いると各変調方式間の性能比較のみならず，シャノン限界からの乖離の度合いも解析的に求められる。
まず4次元及び8次元におけるPermutation modulationの漸近的特性を解析し、次元を上げていくことでよりシャン限界の通信路容量に接近し得る方式が存在することを明らかにした。またこの結果は，詳細な符号誤り率の計算機シミュレーションによっても，確認されている。さらに2つの8次元Permutation modulationを組み合わせた新方式を提案し，電力効率を損なわずに，周波数利用効率を2.75 [bit/s/Hz/dim]にまで拡大できることを示した。このように，変調方式と誤り訂正符号の最適設計により，現実的な信号処理の計算量によってシャンノン限界に近づき得ることを示した。
次に，現在商用化が進められているディジタルコヒーレント光通信方式は，ハイゼンベルグ不確定性原理が許容する理想的な方式の一つであることを示した。すなわち，現在のディジタルコヒーレント光通信方式は，位相ダイバーシティーホモダイン受信機を用いており，この受信機は光波複素振幅のIQ両成分を測定できるが，受信感度に関して3dBのペナルティーを持つ。また，中継器として用いるエルビウム添加光ファイバ増幅器（EDFA）はIQ両成分を増幅できるが，雑音指数は3dBである。これらの雑音特性は，IQ両成分を用いるシステムにおいて，不確定性原理が許容する最小のものであることが分かった。
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| Research Progress Status |
27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 |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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