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弱結合モード多重伝送技術に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 16H04366
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 通信・ネットワーク工学
研究機関大阪大学

研究代表者

五十嵐 浩司  大阪大学, 工学研究科, 准教授 (80436534)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
15,860千円 (直接経費: 12,200千円、間接経費: 3,660千円)
2018年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円)
2017年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
2016年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワードモード多重伝送 / ディジタル信号処理 / 光ファイバ / 光ファイバ伝送 / モード多重 / 光ファイバ通信 / 情報通信工学 / フォトニックネットワーク / 電子デバイス・機器 / 電子デバイス
研究成果の概要

本研究では、モード間結合を制限することで、MIMO回路規模の削減が可能となる弱結合モード多重伝送技術を確立し、その伝送性能を明らかにすることが目的である。実時間MIMO光受信器を実現し、それを用いて世界で初めて波長多重・10モード多重・両偏波QPSK光信号の弱結合10モードファイバ伝送の実時間評価を行った。その結果、FPGA実装可能な実時間MIMO信号処理を使用したとしても、弱結合モード多重方式を採用することで10モード多重が可能となり、モード数に対する伝送容量のスケール則が成り立つことがわかった。弱結合モード多重伝送方式は伝送容量拡大に極めて有効である。

研究成果の学術的意義や社会的意義

モード多重伝送の実時間評価に関しては、2015年に3モード多重伝送実験が報告されただけであったが、本報告で10モード多重伝送実験が達成された。これは極めて大きな進展である。さらに、実験後にBERを計算するオフライン信号処理に比べて、実時間では瞬時にBER測定結果が得られる。この伝送性能を実時間で評価できる良さを実感できたのは、伝送ファイバ入力パワーを大きくしたときにBER劣化に直ぐに気づいた点である。これは10モードファイバにおける非線形効果によるものであり、世界で初めてモード多重伝送における非線形歪みを実時間で観測した瞬間であった。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (41件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (34件) (うち国際学会 24件、 招待講演 12件)

  • [国際共同研究] KAIST/KS Photonics, Inc.(韓国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] 266.1-Tbit/s Transmission over 90.4-km 6-Mode Fiber with Inline Dual C+L-Band 6-Mode EDFA2018

    • 著者名/発表者名
      Wakayama Yuta、Soma Daiki、Beppu Shohei、Sumita Seiya、Igarashi Koji、Tsuritani Takehiro
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 37(2) 号: 2 ページ: 404-410

    • DOI

      10.1109/jlt.2018.2876730

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] All-fiber-based selective mode multiplexer and demultiplexer for weakly-coupled mode-division multiplexed systems2018

    • 著者名/発表者名
      Igarashi Koji、Park Kyung Jun、Tsuritani Takahiro、Morita Itsuro、Kim Byoung Yoon
    • 雑誌名

      Optics Communications

      巻: 408 ページ: 58-62

    • DOI

      10.1016/j.optcom.2017.08.049

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] 257-Tbit/s Weakly Coupled 10-Mode C+L-Band WDM Transmission2018

    • 著者名/発表者名
      D. Soma, S. Beppu, Y. Wakayama, K. Igarashi, T. Tsuritani, I. Morita, and M. Suzuki
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Lightwave Technology

      巻: 36 号: 6 ページ: 1375-1381

    • DOI

      10.1109/jlt.2018.2792484

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Bit-Error Ratio Performance Improvement Using Iterative Decoding for Polybinary-shaped Super-Nyquist Wavelength Division Multiplexed Signals2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan, K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Lightwave Technology

      巻: 35 号: 21 ページ: 4605-4612

    • DOI

      10.1109/jlt.2017.2753819

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ultra-dense spatial-division-multiplexed optical fiber transmission over 6-mode 19-core fibers2016

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, D. Soma, Y. Wakayama, K. Takeshima, Y. Kawaguchi, N. Yoshikane, T. Tsuritani, I. Morita, and M. Suzuki
    • 雑誌名

      Opt. Express

      巻: 24 号: 10 ページ: 10213-10231

    • DOI

      10.1364/oe.24.010213

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Polybinary Shaping for Highly-Spectral-Efficient Super-Nyquist WDM QAM Signals2016

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Lightwave Technol.

      巻: 34 号: 8 ページ: 1724-1731

    • DOI

      10.1109/jlt.2016.2524200

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Mode-dependent Probabilistic Shaping for Highly-efficient Weakly Coupled 10-mode Fiber Transmission2019

    • 著者名/発表者名
      S. Beppu, D. Soma, Y. Wakayama, S. Sumita, K. Igarashi, H. Takahashi, and T. Tsuritani
    • 学会等名
      Conference on Optical Fiber Communication (OFC 2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Signal Processing for Mode Multiplexed Transmission in the Optical Domain and Digital Domain2018

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi
    • 学会等名
      Photonics in Switching and Computing (PSC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Signal Processing for Ultra-dense WDM/SDM Transmission Systems2018

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi
    • 学会等名
      IEEE Photonics Conference (IPC2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] MAP Decoder for Nonlinear Compensation in WDM DP-QPSK Systems2018

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan and K. Igarashi
    • 学会等名
      Asia Communications and Photonics Conference (ACP2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光ファイバ通信における符号化技術の基礎と近年の研究動向2018

    • 著者名/発表者名
      五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告、光通信システム研究会、OCS Summer School 2016
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 弱結合モード多重伝送システムにおける数モードファイバの多点接続におけるモード間クロストーク2018

    • 著者名/発表者名
      大和勇熙、五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告、光通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 数モードファイバ接続におけるモード間結合抑圧のためのコア径最適化2018

    • 著者名/発表者名
      川畑巌、五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告、光通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 超高QAM光信号のディジタルコヒーレント受信におけるアナログ・ディジタル変換器のダイナミックレンジに対する信号振幅最適化2018

    • 著者名/発表者名
      川端康大、五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告、光通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 擬似ランダムQPSK光信号のコンステレーション測定に対するスペクトル合成コヒーレント受信器の性能評価2018

    • 著者名/発表者名
      浦川直樹、五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告、光通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] ファイバ非線形伝搬の確率モデルとDP-16QAM光信号に対する非線形補償への応用2018

    • 著者名/発表者名
      袁帥、五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会技術報告、光通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 266.1-Tbit/s Repeatered Transmission over 90.4-km 6-Mode Fiber Using Dual C+L-Band 6-Mode EDFA2018

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakayama, D. Soma, S. Beppu, S. Sumita, K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      Conference on Optical Fiber Communication (OFC 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-loss and Low-crosstalk All-fiber-based Six-mode Multiplexer and Demultiplexer for Mode-Multiplexed QAM Signals in C-band2018

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, Y. Wakayama, D. Soma, T. Tsuritani, I. Morita, K. J. Park, J. Ko and B. Y. Kim
    • 学会等名
      Conference on Optical Fiber Communication (OFC 2018)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] コヒーレント光伝送システムにおけるディジタル信号処理2018

    • 著者名/発表者名
      五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 光ファイバ伝送における変復調・符号化技術2018

    • 著者名/発表者名
      五十嵐浩司
    • 学会等名
      2018年電子情報通信学会総合大会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Adaptive Equalization Combined with Maximum Likelihood Decoder for Trellis Code Modulation based on High-order QAM Signals2017

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi
    • 学会等名
      Optoelectronics and Communications Conference (OECC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Iterative Decoding Between Feed-forward Carrier Recovery and FEC Decoding to Compensate for Laser Phase Noise2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan and K. Igarashi
    • 学会等名
      Optoelectronics and Communications Conference (OECC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Experimental Characterization of Step-Index Few-Mode Fiber for Weakly-Coupled 10-Mode-Multiplexed Transmission2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakayama, D. Soma, K. Igarashi, H. Taga, and T. Tsuritani
    • 学会等名
      Optoelectronics and Communications Conference (OECC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Dual C+L-Band Six-Mode Optical Amplifier with Widely Erbium-Doped Fibre2017

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakayama, D. Soma, K. Igarashi, H. Taga, and T. Tsuritani
    • 学会等名
      European Conference on Optical Communication (ECOC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 257-Tbit/s Partial MIMO-based 10-Mode C+L-band WDM Transmission over 48-km FMF2017

    • 著者名/発表者名
      D. Soma, S. Beppu, Y. Wakayama, Y. Kawaguchi, K. Igarashi, and T. Tsuritani
    • 学会等名
      European Conference on Optical Communication (ECOC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] What is the best fibre for the development of space-division multiplexing systems? Topics: SDM Transmission Experiments2017

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi
    • 学会等名
      European Conference on Optical Communication (ECOC2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Suppression of IQ Modulation Error Based on Single-Sideband Modulation to Generate Ultrahigh Order QAM Optical Signals2017

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi
    • 学会等名
      Asia Communications and Photonics Conference (ACP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement on Post-FEC BER Performance by Iterative Decoding Between a Feed-forward Carrier-Phase Estimator and an FEC Decoder2017

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan and K. Igarashi
    • 学会等名
      Asia Communications and Photonics Conference (ACP2017)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 光ケーブル敷設に対するマルチコアファイバのコスト効果2017

    • 著者名/発表者名
      五十嵐浩司
    • 学会等名
      光通信インフラの飛躍的な高度化に関する時限研究専門委員会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 大容量光ファイバ通信におけるMIMO技術2017

    • 著者名/発表者名
      五十嵐浩司
    • 学会等名
      電子情報通信学会 無線通信システム研究会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Ultra-high Capacity Transmission Based on Ultra-dense WDM/SDM Techniques2016

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      Asia Communications and Photonics Conference (ACP2016)
    • 発表場所
      Wuhan, China
    • 年月日
      2016-11-02
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 665 and 947b/s/Hz Ultra-highly Aggregate-Spectral-Efficient SDM/WDM Transmission over 6-Mode 19-Core Fibre Using DP-16QAM/64QAM signals2016

    • 著者名/発表者名
      D. Soma, Y. Wakayama, S. Beppu, K. Igarashi, T. Tsuritani, H. Taga, I. Morita, and M. Suzuki
    • 学会等名
      42nd European Conference on Optical Communication (ECOC2016)
    • 発表場所
      Dusseldorf, Germany
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Novel 6-Mode Fibre Amplifier with Large Erbium-Doped Area for Differential Modal Gain Minimization2016

    • 著者名/発表者名
      Y. Wakayama, K. Igarashi, D. Soma, H. Taga, and T. Tsuritani
    • 学会等名
      42nd European Conference on Optical Communication (ECOC2016)
    • 発表場所
      Dusseldorf, Germany
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Improvement on FEC performance by Turbo Equalization for Super-Nyquist WDM systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan, K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      42nd European Conference on Optical Communication (ECOC2016)
    • 発表場所
      Dusseldorf, Germany
    • 年月日
      2016-09-19
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Turbo Equalization with 20%-overhead Turbo Code in Super-Nyquist WDM Systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan, K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      Signal Processing in Photonic Communications 2016 (SPPCom2016)
    • 発表場所
      Vancouver, Canada
    • 年月日
      2016-07-18
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Bit-error Rate Performance of Six-mode-multiplexed DP-64QAM signals2016

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      IEEE Summer Topicals Meeting Series 2016 (SUM2016)
    • 発表場所
      Newport Beach, CA, USA
    • 年月日
      2016-07-11
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Ultra-dense space division multiplexing technologies towards multi-Peta bit/s optical transmission2016

    • 著者名/発表者名
      M. Suzuki, D. Soma, K. Igarashi, Y. Wakayama, K. Takeshima, Y. Kawaguchi, N. Yoshikane, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      18th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON2016)
    • 発表場所
      Trento, Italy
    • 年月日
      2016-07-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Ultra-high-capacity Transmission over Few-mode Multi-core Fibers2016

    • 著者名/発表者名
      K. Igarashi, T. Tsuritani, and I. Morita
    • 学会等名
      21st Optoelectronics and Communications Conference (OECC2016)
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Weakly-coupled FMF Transmission for Reduction of MIMO Complexity2016

    • 著者名/発表者名
      D. Soma, Y. Wakayama, K. Igarashi, and T. Tsuritani
    • 学会等名
      Summer Topicals Meeting Series 2016 (SUM2016)
    • 発表場所
      Newport Beach, CA, USA
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Turbo Equalization for Duobinary-shaped Signals in Super-Nyquist WDM Systems2016

    • 著者名/発表者名
      S. Yuan and K. Igarashi
    • 学会等名
      21st Optoelectronics and Communications Conference (OECC2016)
    • 発表場所
      Niigata, Japan
    • 年月日
      2016-07-03
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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