| 研究課題/領域番号 |
19H02140
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分21020:通信工学関連
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| 研究機関 | 大阪大学 |
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研究代表者 |
丸田 章博 大阪大学, 工学研究科, 教授 (40252613)
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| 研究分担者 |
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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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円)
2021年度: 3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2020年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2019年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
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| キーワード | 光ファイバ通信 / 光通信方式 / ファイバ非線形性 / 光固有値変調方式 / 逆散乱変換 / ニューラルネットワーク / 超多値変調 / 分散マネージメント / 変復調方式 / 非線形光学効果 / 可積分系 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
非線形波動理論に基づく新たな光ファイバ通信用変復調方式として、光固有値変調方式に着目し、次世代ディジタルコヒーレント光伝送方式への実装を念頭において、理論検討、数値シミュレーション、原理確認実験のそれぞれの結果を互いにフィードバックしながら、要求されるディジタル信号処理の計算量、実装の容易さなどを考慮した方式設計を行う。さらに、システムの大容量化を目指して、多値変調、波長分割多重伝送の適用可能性について調査し、「非線形シャノン限界」を超えることができるかの評価を行う。
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| 研究成果の概要 |
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。目標に掲げた超多値変調の実現については，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伝送後の光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。一方，WDM方式の適用については，WDM適用時の問題点の明確化と，その解決法としてDMソリトンの光固有値変調方式への適用可能性を数値シミュレーションによって示した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究で取り組んだ光固有値変調方式は，「非線形シャノン限界」と呼ばれる，線形系として見た場合の見かけ上の「限界」を突破できる非線形伝送方式であり，光ファイバ通信における通信路容量を飛躍的に増大させる可能性を秘めた方式である．また，学術的にも非線形波動理論の工学的応用の重要性を示す研究である．非線形波動理論は，これまでにも数多くのたいへん興味深い成果をあげているにも関わらず，「非線形」の語感の持つ難解性から，工学的に応用され，明示的に実用化された例は数少ない．本研究は本質的に非線形な系のうち，その理論的取り扱いが知られている系に対しては，非線形理論を適用することの重要性を示す研究成果である．
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