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Photonic frequency converter for spectrally agile seamless access network in millimeter-wave band

研究課題

研究課題/領域番号 22K04116
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分21020:通信工学関連
研究機関国立研究開発法人情報通信研究機構

研究代表者

PHAM TIENDAT  国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 主任研究員 (50636321)

研究分担者 山口 祐也  国立研究開発法人情報通信研究機構, ネットワーク研究所フォトニックICT研究センター, 主任研究員 (30754791)
研究期間 (年度) 2022-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2024年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2023年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2022年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードradio over fiber / photonic down-conversion / fiber radio / optical communications / mobile fronthaul
研究開始時の研究の概要

This research develops and demonstrates a mixer-less transparent fiber-wireless system using direct conversion of radio signal in the millimeter-wave band to optical domain and photonic frequency conversion technology for direct detection and down-conversion of signal to microwave-band.

研究実績の概要

We developed a high-slope-efficiency Mach-Zehnder modulator (MZM) for direct conversion of sub-terahertz (sub-THz) signals to optical signals and measured its characteristics. Using the fabricated MZM modulator, we demonstrated a transparent fiber-sub-THz-fiber system in the 150-GHz band using photonic down-conversion technology for simultaneous detection and down-conversion of the signal to the microwave band. A newly developed high-extinction-ratio optical modulator was employed to generate pure two-tone optical signals with a frequency separation of up to 154 GHz for implementing the photonic down-conversion. Using the developed technologies, we successfully demonstrated the generation, transmission, reception, and down-conversion of 80-Gb/s orthogonal frequency-division multiplexing signal in the 151.5 GHz band.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

We successfully developed the key devices for this research, including an ultra-broadband optical modulator for sub-THz signal conversion of up to 300 GHz and high-extinction-ratio modulator for pure two-tone optical signal generation for photonic down-conversion. For the system demonstration, we successfully demonstrated the generation, transmission, reception, and down-conversion of sub-THz signals in above 100 GHz band using the developed devices and technologies. We also published the achieved results in high-impact journals, such as J. Light. Technol. and IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron., and presented at the the top international conferences, such as ECOC 2023 and OFC 2024. The achievements in the second year made a great progress in obtaining the final targets of the research.

今後の研究の推進方策

In the final year of the project, we will demonstrate the generation, transmission, reception, and down-conversion of sub-THz signal in a higher frequency band, such as the Y band (170-260 GHz) and G band (220-330 GHz). The system will be demonstrated for of different signals, including standard-compliant mobile signals and high-speed fixed wireless access signals.

報告書

(2件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 研究成果

    (15件)

すべて 2024 2023 2022

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 5件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 9件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Terahertz Signal Transparent Relay and Switching Using Photonic Technology2024

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 42 号: 3 ページ: 1173-1182

    • DOI

      10.1109/jlt.2023.3325277

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Advanced Optical Modulators for Sub-THz-to-Optical Signal Conversion2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Yuya、Dat Pham Tien、Takano Shingo、Motoya Masayuki、Hirata Shotaro、Kataoka Yu、Ichikawa Junichiro、Shimizu Ryo、Yamamoto Naokatsu、Akahane Kouichi、Kanno Atsushi、Kawanishi Tetsuya
    • 雑誌名

      IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics

      巻: 29 号: 5: Terahertz Photonics ページ: 1-8

    • DOI

      10.1109/jstqe.2023.3288275

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Traveling-Wave Mach-Zehnder Modulator Integrated With Electro-Optic Frequency-Domain Equalizer for Broadband Modulation2023

    • 著者名/発表者名
      Yamaguchi Yuya、Dat Pham Tien、Takano Shingo、Motoya Masayuki、Hirata Shotaro、Kataoka Yu、Ichikawa Junichiro、Oikawa Satoshi、Shimizu Ryo、Yamamoto Naokatsu、Akahane Kouichi、Kanno Atsushi、Kawanishi Tetsuya
    • 雑誌名

      Journal of Lightwave Technology

      巻: 41 号: 12 ページ: 3883-3891

    • DOI

      10.1109/jlt.2023.3266988

    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Performance Comparison of Photonic Downconversion for Uplink Mobile Fronthaul2022

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 雑誌名

      IEEE Photonics Technology Letters

      巻: 34 号: 17 ページ: 923-926

    • DOI

      10.1109/lpt.2022.3193467

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Fifth-generation new radio millimeter-wave radio signal transmission over a seamless fiber-terahertz mobile fronthaul system for an ultra-dense small cell network2022

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 雑誌名

      Optics Letters

      巻: 47 号: 19 ページ: 5188-5191

    • DOI

      10.1364/ol.474420

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] 151.5-GHz Sub-THz Signal Reception and Downconversion Using All-Optical Technology2024

    • 著者名/発表者名
      P. T. Dat et al.,
    • 学会等名
      The 2024 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Thin-Film Lithium Niobate Modulator for a Flat Frequency-Response over 110 GHz Bandwidth with Integrated Electro-Optic Frequency-Domain Equalizer2024

    • 著者名/発表者名
      Y. Yamaguchi, P. T. Dat et al.,
    • 学会等名
      The 2024 Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC 2024)
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transparent Radio-Fiber-Radio-Fiber System in 100-GHz Band for Indoor Uplink Signal Transmission in Beyond 5G2023

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 学会等名
      Optical Fiber Communication Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transparent Relay and Switching of THz-wave Signals in 285-GHz Band Using Photonic Technology2023

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 学会等名
      Optical Fiber Communication Conference
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Photonic frequency conversion technology for 5G advanced signal transmission2022

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat, Atsushi Kanno
    • 学会等名
      2022 27th OptoElectronics and Communications Conference (OECC) and 2022 International Conference on Photonics in Switching and Computing (PSC)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Low-Loss Ti-diffused LiNbO3 Modulator Integrated with Electro-Optic Frequency-Domain Equalizer for High Bandwidth Exceeding 110 GHz2022

    • 著者名/発表者名
      Yuya Yamaguchi, Pham Tien Dat et al.,
    • 学会等名
      2022 European Conference on Optical Communication (ECOC)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transparent Delivery of 100-GHz Radio Signal to Indoor Using Broadband Phase-Modulated RoF System2022

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 学会等名
      European Conference and Exhibition on Optical Communication
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Transmission of Millimeter-wave Radio Signal over a Seamless Fiber-Terahertz System at 325 GHz2022

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 学会等名
      2022 IEEE International Topical Meeting on Microwave Photonics (MWP)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 60-Gb/s D-Band Wireless Signal Generation and Transmission Using Photonic Technology2022

    • 著者名/発表者名
      Pham Tien Dat et al.,
    • 学会等名
      2022 RIVF International Conference on Computing and Communication Technologies (RIVF)
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [図書] Handbook of Radio and Optical Networks Convergence2024

    • 著者名/発表者名
      P. T. Dat, A. Kanno
    • 総ページ数
      25
    • 出版者
      Springer Nature Singapore Pte Ltd.
    • ISBN
      9789813349995
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書

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公開日: 2022-04-19   更新日: 2024-12-25  

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