2013 Fiscal Year Research-status Report
次世代波長多重光受動ネットワークにおける光終端装置のカラーレス化に関する研究
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25420342
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Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
前田 譲治 東京理科大学, 理工学部, 教授 (10256670)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 光アクセスシステム / 半導体光増幅器 / 波長多重 / 下流再変調 / PON |
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| Research Abstract |
次世代の加入者系光ネットワークとして有望な WDM-PON において、柔軟性に富み、かつ低価格な加入者端末 (ONU) を実現することを目的として、ONU のカラーレス化の研究を行っている。具体的には、半導体光増幅器 (SOA) の飽和特性を用いる「下流再変調方式」において、数 GHz 程度までの信号周波数にしか示さない SOA の飽和特性を、ファブリペロエタロンによる光学処理によってアシストし、広帯域に渡って下流信号の抑圧を実現しようとするものである。
平成 25 年度は、提案方式の基礎特性を、実験と計算機による理論解析によって調べた。
(A) 実験: 正弦波強度変調を施した光信号を、SOA またはファブリペロエタロンに入射し、各デバイスの入出力伝達特性を調べた。また、これらの結果を踏まえて、ファブリペロエタロンと SOA とを縦属接続したデバイスについて同様の実験を行った。この結果、エタロンの透過帯域幅 4 GHz、SOA への入射光パワー 0 dBm のとき、DC から10 GHz までの周波数帯域で、約 5 dB の変調抑圧効果が得られることが分かった。
(B) 理論解析: キャリア密度に関するレート方程式を解くことにより、飽和領域における SOA の周波数応答特性を調べた。この結果、周波数特性が SOA のデバイスパラメータによって大幅に変化すること、特に、飽和強度とキャリア寿命に強く依存することが分かった。そこで、デバイスパラメータを、実験結果に基づいて決定することを試みた。自然放出光雑音を新たなパラメータとして加えたところ、実験結果とほぼ一致するパラメータを抽出することができた。
以上の結果は、提案する方式の実現可能性を示唆するものであり、次世代加入者ネットワークに要求される 10 ギガビット級信号への適用が期待される。
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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
交付申請書における研究計画には、以下の２点が記載されている。
(1) 半導体光増幅器におけるモノトーン変調成分抑圧の理論検討
(2) 変調成分抑圧の周波数特性の測定
まず (1) については、「研究実績の概要」で述べた通り、半導体光増幅器のレート方程式を用いて計算を行い、実験結果とほぼ一致するようなデバイスパラメータを抽出することができている。
(2) の実験についても順調に進んでいる。実験開始時には、エタロンの波長透過特性が、業者による測定データと一致しないという現象が見られたが、セットアップを慎重に行った結果、予想とほぼ一致する結果が得られるようになった。
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| Strategy for Future Research Activity |
研究の基本的な進め方については、交付申請書に記した通りとする予定である。すなわち、擬似ランダム信号の抑圧特性を、数値解析と実験によって調べる。さらに、ファブリペロエタロンの透過帯域制御技術を検討する。
研究遂行上の環境の変化として、連携研究者の所属が変わったことが挙げられる。海老澤賢史氏が早稲田大学に転出し、また、福地裕氏がデンマーク工科大学に長期出張中である。これにより、理論解析の遅滞が予想されるが、両者との連絡を密にとり、また本学大学院生の協力を得ながら進めてゆく予定である。
技術的な面では、解析に使用する半導体光増幅器のモデルの改善がある。現在は集中定数的なモデルを用い、また自然放出雑音も出力側で重畳しているが、より現実に近いモデルとするためには、分布定数的なキャリア及び自然放出雑音のモデルを導入する必要がある。このモデルを用いた解析を行うことを考えている。
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
ほぼ予算を消化するように試みたところ、3万円を切る額が年度末に残った。文具等によって消化するよりも、次年度に予想される物品等への支出に回した方が合理的であると判断した。
光学部品等の消耗品費の一部として使用する予定である。
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