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Kramers-Kronig関係を用いた光トランシーバに関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 20K14739
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関東京理科大学

研究代表者

Kariyawasam Amila (K.I AmilaSampath)  東京理科大学, 理工学部電気電子情報工学科, 助教 (90801192)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード光通信 / 直接検波 / KK受信 / ファイバ伝送 / DD-MZM
研究開始時の研究の概要

近・中距離光通信システムの大容量化の場合は低コスト化・低消費電力化が優先されることから,直接検波方式を用いる伝送技術が多く検討されている.近年,直接検波波方式を用いるシステムでは直接検波後に光電界が復調可能なKramers-Kronig (KK) 受信器が提案された.一方,今までのKK受信器を用いる検討では高価な光IQ変調器をベースにした送信器構成しか検討されておらず,コストの増加が懸念される.そこで,本研究では,Dual-drive Mach-Zhender modulator (DDMZM)ベースにKK受信方法を用いる低コスト光トランシーバ構成について研究する.

研究成果の概要

コストや消費電力の削減が優先される通信システム向けに検討される直接検波方式では,ファイバ分散によって伝送距離が制限される。Kramers-Kronig (KK) 光受信器では直接検波後に電気領域分散補償が可能なる一方,高速信号処理の必要性や充分大きい光トーンの必要性など複数の課題がある。
本研究では,実装の側面に重点を置き,KK光トランシーバについて大きく以下の4つの検討を行った。(1)KK光受信器におけるA/D変換時の量子化の影響,(2)光電界復元の際必要となるディジタルアップサンプルの低減方法,(3)KK受信の際光信号の変調フォーマットの影響,(4)KK受信方法をシステムの伝送特性

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究ではKK受信の際必要とされるディジタルアップサンプルおよび光トーンパワー対信号パワー比を低減できる新しアルゴリズムが提案された.また,KK受信方式を用いる光通信システムの伝送限界やそれに変調フォーマットが与える影響について明らかになった.
これらの結果よりトランシーバのコストだけではなく,消費電力の低減が可能になるため,持続可能な光通信システムの実装に貢献する可能性がある.

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2021 2020

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Optical field trajectory shaping of phase-shift method-based optical BPSK-VSB signal;an experimental study2021

    • 著者名/発表者名
      Kariyawasam Amila、Shiraiwa Masaki、Awaji Yoshinari、Takano Katsumi、Maeda Joji
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 8 ページ: 570-575

    • DOI

      10.1587/comex.2021XBL0100

    • NAID

      130008070782

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Kramers-Kronig relation based direct detection for unrepeated long-haul lightwave transmission2021

    • 著者名/発表者名
      Tsukui Enzo、Toba Kentaro、Fujita Takaha、Sampath K. I. Amila、Maeda Joji
    • 雑誌名

      IEICE Communications Express

      巻: 10 号: 8 ページ: 516-521

    • DOI

      10.1587/comex.2021ETL0028

    • NAID

      130008070806

    • ISSN
      2187-0136
    • 年月日
      2021-08-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] A Study on Sampling Penalties Reduction of Kramers-Kronig Receivers2021

    • 著者名/発表者名
      Toba Kentaro、Fujita Takaha、Tsukui Enzo、Sampath Kariyawasam Indipalage Amila、Maeda Joji
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 39 号: 19 ページ: 6054-6062

    • DOI

      10.1109/jlt.2021.3099938

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Peak-to-Average Power Ratio Reduction of Carrier-Suppressed Optical SSB Modulation: Performance Comparison of Three Methods2021

    • 著者名/発表者名
      Sampath K. I. Amila、Takano Katsumi、Maeda Joji
    • 雑誌名

      Photonics

      巻: 8 号: 3 ページ: 67-67

    • DOI

      10.3390/photonics8030067

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Impact of Sampling and Quantization on Kramers-Kronig Relation-Based Direct Detection2020

    • 著者名/発表者名
      FUJITA Takaha、TOBA Kentaro、SAMPATH Kariyawasam Indipalage Amila、MAEDA Joji
    • 雑誌名

      IEICE Transactions on Communications

      巻: E103.B 号: 11 ページ: 1291-1298

    • DOI

      10.1587/transcom.2019OBP0008

    • NAID

      130007933865

    • ISSN
      0916-8516, 1745-1345
    • 年月日
      2020-11-01
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Kramers-Kronig関係を用いた直接検波コヒーレント受信におけるヒルベルト変換の実装に関する一検討2021

    • 著者名/発表者名
      田村凌,カーリヤワサム アミラ, 前田譲治
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年ソサイエティ大会, B-10-15
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Kramers-Kronig関係を用いた直接検波光コヒーレント受信の変調方式依存性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      大藤寛生,カーリヤワサム アミラ, 前田譲治
    • 学会等名
      電子情報通信学会2021年ソサイエティ大会,B-10-16
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Availability of Kramers-Kronig relation based direct detection for unrepeated long-haul light wave transmission2020

    • 著者名/発表者名
      E. Tsukui, K. Toba, T. Fujita, K. I. A. Sampath, and J. Maeda
    • 学会等名
      2020 International Conference on Emerging Technologies for Communications (ICETC 2020)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitigating the Sampling Rate Requirements of KK Receiver by Eliminating Harmonics of Nonlinear Operations2020

    • 著者名/発表者名
      K. Toba, T. Fujita, K. I. A. Sampath, and J. Maeda
    • 学会等名
      OSA Advanced Photonics Congress (AP) 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Kramers-Kronig受信器における標本化によるペナルティの低減に関する一検討2020

    • 著者名/発表者名
      鳥羽健太郎,藤田高羽,津久井エンツォ,K. I. A. Sampath, 前田譲治
    • 学会等名
      電子情報通信学会光通信システム研究会 OCS2020-8
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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